Второго ноября 2020 года я прочитал на хабре публикацию SLY_G «Восхождение интернета, ч.2: появление частных и публичных компаний». Меня поразил абзац:
Поразился я тем, что именно в это же время участвовал в подготовке материалов для Постановления ЦК КПСС и СМ СССР. Это постановление готовилось во исполнение Решения ГК СМ СССР по ВПВ от 18.03.85 года №79:
Этим Решением предусматривалась организация работ по противодействию стратегической оборонной инициативе (СОИ) США. СОИ США – это так называемые «звездные войны». Надо сказать, что военно-политическая обстановка в середине 80-х прошлого столетия лично мне напоминает сегодняшний день. Тоже противостояние с США, те же санкции, та же сложная экономическая ситуация в стране. И вот в этих тяжелых экономических условиях надо было найти решение, которое могло сохранить паритет с США.
Основной объем работ по программе АнтиСОИ (ответ СССР звездным войнам США) был возложен на РВСН, на 4 ЦНИИ МО.
Возглавлял в те годы 4 ЦНИИ МО генерал Волков Лев Иванович, (1930—2007) — российский учёный в области ракетных комплексов, член-корреспондент Российской академии наук (1991), лауреат Государственной премии СССР (1990), генерал-лейтенант (1984). Волков Л.И. лично возглавил работы по АнтиСОИ. Для проведения этих работ им была проведена реорганизация института, которая коснулась и лично меня. В середине 1986 года меня младшего научного сотрудника вызвал к себе начальник управления Боярский А.Г. и сказал, что нас вызывает Начальник института. Волков Л.И. спросил, что я думаю об использовании вычислительной техники в рамках работ по АнтиСОИ. К этому времени я уже защитил в 1982 году в Военной Академии им. Ф.Э. Дзержинского диссертацию по системам управления распределенными базами данных. Я мечтал о построении вычислительных сетей, о персональных компьютерах и т.д. И тут все совпало. Все свои мысли по этому поводу я выложил ему. Я нарисовал ему картину как будем создавать вычислительные сети в подразделениях института, в Главном штабе, как мы будем их объединять на базе оптоволокна в единую сеть, как их можно будет использовать:
Я сказал, что все это можно будет потом передать в народное хозяйство.
Его решение меня поразило. Л.И. Волков вместо того, чтобы отчитать меня за маниловщину, вдруг сказал:- А что вы думаете о том, что, если мы предложим вам возглавить новый отдел, который займется вопросами автоматизации научных исследований в нашем институте? Мне недавно исполнилось 33 года, и мне предлагают должность полковника. Такого еще не было. Я ответил, что готов, но при условии, что людей буду подбирать сам. Добро было получено.
И вот с этой минуты началось и мое участие в подготовке Постановления ЦК КПСС и СМ СССР по программе АнтиСОИ. Эта работа была прежде всего связана с обоснованием создания стенда имитационного моделирования на базе вычислительных сетей, которые бы строились на оптике и персональных компьютерах, которые еще не выпускались в СССР, но мы уже закладывали их в план поставок в институт, да и сетевой аппаратуры тоже не было. Надо было найти кто сможет создать вычислительные сети. Пришлось объехать ряд институтов, включая Институт Кибернетики в г. Киеве. Наш выбор в конечном итоге остановился на ИТК АН БССР и НИИ СВТ г. Киров.
Итогом этой большой коллективной подготовительной работы стал фундаментальный доклад Волкова Л.И. «Методология обоснования требований к перспективным образцам В и ВТ с использованием автоматизированной системы научных исследований». Он неоднократно докладывался в разных высоких кабинетах, что в итоге и привело к утверждению в 1987 году подготовленного нами Постановления ЦК КПСС и СМ СССР.
Посмотрите, как актуально звучит этот доклад и сегодня:
Замените «социализму, нашему передовому строю» на Российской Федерации и все.
А вот заключительные слова доклада:
Надо иметь ввиду, что когда писался доклад в институте еще не было ни одного персонального компьютера. Первый появился дай бог мне памяти в 1987 году! Сам доклад был напечатан в нескольких экземплярах под копирку на пишущей машинке, а затем был размножен электрографическим способом, один экземпляр из которых сохранился у меня:
Именно в силу этого способа размножения доклада я не смог даже его сконвертировать в текст, пришлось набирать заново. Но это даже к лучшему, заново пережил все события практически сорокалетней давности. Это я к чему? А к тому, чтобы показать какой уровень развития ЭВТ техники был тогда в 1986 году.
Чего мы хотели добиться? Первое увеличить вычислительные мощности института и количество автоматизированных рабочих мест за счет терминалов и персональных компьютеров:
Вот как должна была измениться вычислительная мощность парка ЭВМ института:
Второе что мы хотели получить, это технологию построения локальных сетей и глобальных сетей на базе оптоволокна:
И все это мы задумывали в 1986 года. Обратите внимание, как все это коррелируется с датами из публикации SLY_G «Восхождение интернета, ч.2: появление частных и публичных компаний». Именно по этому я взял смелость взять первую часть названия для этой публикации. Я думаю автор поймет меня и простит.
Поскольку этот доклад нигде не публиковался, то я решил представить на суд общественности этот коллективный труд.
А теперь вернемся к статье, с которой мы начали, еще одна цитата из нее:
О, как я надеялся, что Постановление ЦК КПСС и СМ СССР позволит нам создать базу для внедрения ЭВТ в ВУЗах и школах страны, в НИИ и заводах и создать в итоге ОГАС страны, что государство будет заинтересованно в нашей работе. Вот же она реальная конверсия…
О том как удалось реализовать наш проект читайте здесь.
А на пороге стоял 1991 год!..
Низкий поклон Волкову Л.И. за то, что он дал возможность хотя бы попытаться реализовать свои идеи. И не его вина, что что-то пошло не так.
И все же я принял участие в создании российского сегмента Интернет. В 1998 году я уволился из рядов ВС РФ и меня пригласили на работу в ЗАО «Микротест». И уже там я принимал участие в строительстве СПД МПС России. Но все оборудования было уже импортным… Тогда еще речи об импортозамещении не было.
Летом 1986 года сенатор Эл Гор (Альберт Арнольд Гор—младший) из Теннеси ввёл поправку к закону Конгресса, позволяющую выделить бюджет для Национального научного фонда США (NSF). Он призвал федеральное правительство изучить возможности «коммуникационных сетей для связи суперкомпьютеров в университетах и федеральных исследовательских центрах». …
Одна из многообещающих технологий – разработка оптоволоконных систем для передачи голоса и данных.
Поразился я тем, что именно в это же время участвовал в подготовке материалов для Постановления ЦК КПСС и СМ СССР. Это постановление готовилось во исполнение Решения ГК СМ СССР по ВПВ от 18.03.85 года №79:
Этим Решением предусматривалась организация работ по противодействию стратегической оборонной инициативе (СОИ) США. СОИ США – это так называемые «звездные войны». Надо сказать, что военно-политическая обстановка в середине 80-х прошлого столетия лично мне напоминает сегодняшний день. Тоже противостояние с США, те же санкции, та же сложная экономическая ситуация в стране. И вот в этих тяжелых экономических условиях надо было найти решение, которое могло сохранить паритет с США.
Основной объем работ по программе АнтиСОИ (ответ СССР звездным войнам США) был возложен на РВСН, на 4 ЦНИИ МО.
Возглавлял в те годы 4 ЦНИИ МО генерал Волков Лев Иванович, (1930—2007) — российский учёный в области ракетных комплексов, член-корреспондент Российской академии наук (1991), лауреат Государственной премии СССР (1990), генерал-лейтенант (1984). Волков Л.И. лично возглавил работы по АнтиСОИ. Для проведения этих работ им была проведена реорганизация института, которая коснулась и лично меня. В середине 1986 года меня младшего научного сотрудника вызвал к себе начальник управления Боярский А.Г. и сказал, что нас вызывает Начальник института. Волков Л.И. спросил, что я думаю об использовании вычислительной техники в рамках работ по АнтиСОИ. К этому времени я уже защитил в 1982 году в Военной Академии им. Ф.Э. Дзержинского диссертацию по системам управления распределенными базами данных. Я мечтал о построении вычислительных сетей, о персональных компьютерах и т.д. И тут все совпало. Все свои мысли по этому поводу я выложил ему. Я нарисовал ему картину как будем создавать вычислительные сети в подразделениях института, в Главном штабе, как мы будем их объединять на базе оптоволокна в единую сеть, как их можно будет использовать:
Я сказал, что все это можно будет потом передать в народное хозяйство.
Его решение меня поразило. Л.И. Волков вместо того, чтобы отчитать меня за маниловщину, вдруг сказал:- А что вы думаете о том, что, если мы предложим вам возглавить новый отдел, который займется вопросами автоматизации научных исследований в нашем институте? Мне недавно исполнилось 33 года, и мне предлагают должность полковника. Такого еще не было. Я ответил, что готов, но при условии, что людей буду подбирать сам. Добро было получено.
И вот с этой минуты началось и мое участие в подготовке Постановления ЦК КПСС и СМ СССР по программе АнтиСОИ. Эта работа была прежде всего связана с обоснованием создания стенда имитационного моделирования на базе вычислительных сетей, которые бы строились на оптике и персональных компьютерах, которые еще не выпускались в СССР, но мы уже закладывали их в план поставок в институт, да и сетевой аппаратуры тоже не было. Надо было найти кто сможет создать вычислительные сети. Пришлось объехать ряд институтов, включая Институт Кибернетики в г. Киеве. Наш выбор в конечном итоге остановился на ИТК АН БССР и НИИ СВТ г. Киров.
Итогом этой большой коллективной подготовительной работы стал фундаментальный доклад Волкова Л.И. «Методология обоснования требований к перспективным образцам В и ВТ с использованием автоматизированной системы научных исследований». Он неоднократно докладывался в разных высоких кабинетах, что в итоге и привело к утверждению в 1987 году подготовленного нами Постановления ЦК КПСС и СМ СССР.
Посмотрите, как актуально звучит этот доклад и сегодня:
Вероятным противником брошен вызов социализму, нашему передовому строю, в области научно-технического прогресса. Не отстать, найти свои пути развития, обеспечить обороноспособность страны на должном уровне в условиях реализации США программы «звездных войн», использования в вооружении новейших достижений науки и техники – все это требует поднять на новый уровень качества научных исследований, резко повысить производительность труда ученых.
Быстрое развитие и усложнение вооружения и военной техники, увеличение масштабов проводимых мероприятий и затрат при создании новых образцов вооружения привело к необходимости рассмотрения их как больших сложных систем и использования системного подхода при исследовании и проектировании.
Сегодня основные задачи перемещаются из области разработки конкретных образцов и систем вооружения в сферу анализа и предсказания тех изменений, которые вызовут создаваемые образцы вооружения в системе вооружения в целом, в соотношении сил противоборствующих сторон, реакции вероятного противника, а также экономические, социальные и экологические изменения.
Замените «социализму, нашему передовому строю» на Российской Федерации и все.
А вот заключительные слова доклада:
В заключении перечислим основные проблемы, которые необходимо решить в процессе разработки АСНИ:
• создание локальных вычислительных сетей на базе моноканала и отработка основных вопросов, связанных с их эксплуатацией;
• создание системы управления распределенными базами данных;
• разработка инструментальных средств поддержки исследовательского проектирования и создание специального программного обеспечения;
• создание проблемно-ориентированных языков взаимодействия пользователей с системой на различных этапах исследовательского проектирования;
• разработка методов решения на ЭВМ задач синтеза структур проектируемых сложных систем;
• разработка методов декомпозиции и агрегирования задач нелинейного программирования большой размерности.
Надо иметь ввиду, что когда писался доклад в институте еще не было ни одного персонального компьютера. Первый появился дай бог мне памяти в 1987 году! Сам доклад был напечатан в нескольких экземплярах под копирку на пишущей машинке, а затем был размножен электрографическим способом, один экземпляр из которых сохранился у меня:
Именно в силу этого способа размножения доклада я не смог даже его сконвертировать в текст, пришлось набирать заново. Но это даже к лучшему, заново пережил все события практически сорокалетней давности. Это я к чему? А к тому, чтобы показать какой уровень развития ЭВТ техники был тогда в 1986 году.
Чего мы хотели добиться? Первое увеличить вычислительные мощности института и количество автоматизированных рабочих мест за счет терминалов и персональных компьютеров:
Вот как должна была измениться вычислительная мощность парка ЭВМ института:
Второе что мы хотели получить, это технологию построения локальных сетей и глобальных сетей на базе оптоволокна:
И все это мы задумывали в 1986 года. Обратите внимание, как все это коррелируется с датами из публикации SLY_G «Восхождение интернета, ч.2: появление частных и публичных компаний». Именно по этому я взял смелость взять первую часть названия для этой публикации. Я думаю автор поймет меня и простит.
Поскольку этот доклад нигде не публиковался, то я решил представить на суд общественности этот коллективный труд.
Полный текст доклада
В текст доклада я позволил себе добавить в некоторых местах посткриптум, которые выделены синим цветом.
С увеличением объема исследовательских работ возрастают затраты материальных средств и рабочего времени, но они могут быть компенсированы тем, что возможные ошибки, и прежде всего концептуальные, исправляются с небольшими затратами на ранних стадиях, тогда как на более поздних стадиях их исправление было бы связано с большим материальным ущербом. Как известно, затраты на устранение проектных ошибок на стадии эксплуатации на три-четыре порядка превышают затраты на их устранение на стадии проектировании.
Успешное решение стоящих перед институтом задач, дальнейшее повышение качества исследований, проводимых на уробне больших систем, невозможно без автоматизации научно-исследовательских работ, и прежде всего исследовательского проектирования. В связи с этим в институте развернуты работы по созданию автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), с которыми связываются обновление методического багажа, расширение парка его электронно-вычислительной техники, и, в первую очередь, широкое внедрение персональных ЭВМ.
АСНИ, по нашему мнению, должна представлять собой комплекс сбалансированных методических, программных и технических средств, предназначенных для проведения и управления научными исследованиями по обоснованию вооружения вида ВС.
Систему планируется создавать поэтапно. Первая ее очередь – система автоматизированного исследовательского проектирования (САИПР-I), нацелена на обеспечение формирования тактико-технических требований к перспективным летательным комплексам, научно-технического сопровождения их разработки и экспериментальной отработки. Вторая очередь АСНИ (САИПР-II) ориентирована на обеспечение исследований перспектив развития совокупности систем летательных аппаратов.
Создании АСНИ обеспечит возможность вести сквозные исследования и решать взаимосвязанные задачи по обоснованию перспектив развития В и ВТ вида ВС.
В структуре исследований по обоснованию перспектив развития В и ВТ вида ВС можно выделить три основных составных части:
• оперативно-стратегические исследования;
• комплексный военно-экономический анализ систем вооружения вида ВС;
• формирование обликов перспективных летательных систем.
P.S. Насколько это удалось можно судить по тому, что сегодня имеют ВС РФ
Оперативно-стратегические исследования позволяют на основе определения расчетных боевых задач и разработки сценариев боевых действий сформулировать оперативно-стратегические требования к системе вооружения вида ВС.
Комплексный военно-экономический анализ системы вооружения, включающий тактико-технико-экономический анализ образцов вооружения, оценку эффективности системы вооружения в различных условиях боевого применения с учетом вклада в нее обеспечивающих систем, направлен на выработку требований к основным тактико-техническим характеристикам образцов В и ВТ, являющихся объектами исследовательского проектирования.
Эти исследования должны вестись на широкой информационной оснве, включающей результаты прогноза военно-политической обстановки, тенденций развития ударных и оборонительных средств и систем противннка, отечественных стратегических ядерных сил, результаты исследований АН СССР и ВШ, выполненных по оборонной тематике, а также в интересах развития народного хозяйства СССР, НИОКР оборонных отраслей промышленности. Важным источником информации, влияющей на принятие решений при проведении этих исследований, является анализ экспериментальной отработки и эксплуатации летательных комплексов.
В целях обеспечения решения задач, связанных с обоснованием перспектив развития систем летательных комплексов, АСНИ должна включать ряд проблемно-ориентированных подсистем:
• комплексного прогнозного анализа:
• аналитического и имитационного моделирования;
• информационно-справочную;
• разработки специального программного обеспечения.
Эти подсистемы должны поддерживаться своими инструментальными средствами, базами знаний, погружаемыми в единую операционную среду.
Операционная среда должна создаваться на базе единого для всех функциональных подсистем АСНИ комплекса технических средств и общесистемного программного обеспечения…
Комплекс технических средств АСНИ, по нашему убеждению, целесообразно строить на принципах вычислительной сети с широким применением персональных ЭВМ. В структуру вычислительной сети должны быть включены центральный вычислительный комплекс на базе мощных универсальных ЭВМ производительностью порядка пять – десять млн. операций в секунду для обеспечения имитационного моделирования, периферийные вычислительные комплексы для создания баз данных в научных подразделениях на базе ЭВМ средней производительности и автоматизированные рабочие места на базе персональных ЭВМ.
Технические средства, включаемые в вычислительную сеть, должны базироваться на единой системе электронно-вычислительных машин ЕС ЭВМ.
В качестве операционной системы АСНИ целесообразно использовать мобильную операционную систему типа UNIX, в значительной степени машинно-независимую, мощную, многофункциональную и в тоже время простую с точки зрения пользователя и применимую для широкого круга задач, решаемых с помощью ЭВМ. Перечисленные достоинства обеспечивают ей хорошие перспективы.
Предметной областью базовой подсистемы АСНИ-САИПР-I являются технические облики перспективных летательных комплексов.
Под техническим обликом летательного комплекса понимается совокупность свойств, состава и структуры комплекса, раскрываемая его характеристиками и определяющая его существование как боевого средства, объекта управления, создаваемого объекта и объекта, внедряемого в окружающую среду.
В виду сложности восприятия исследователем и оперирования описанием летательного комплекса в целом требуется структуризация описания и соответствующее расчленение представления о ЛК на иерархические уровни и аспекты.
Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и конструктивных решений летательного комплекса и его элементов может быть положено в основу блочно-иерархического подхода к исследовательскому проектированию и приведет к появлению иерархических уровней в представлениях о летательном комплексе.
Специальное математическое обеспечение САИПР строится на основе блочно-иерархического подхода к представлению структуры летательного комплекса по модульному принципу. Модульный принцип формирования моделей на основе разработки типовых блоков с последующей их композицией, широкое использование метода статистического моделирования, по нашему мнению, обеспечат возможность быстрого построения и переналадки модулей для сокращения сроков моделирования и обеспечения адекватности моделей летательным комплексам и процессам их функционирования. Кроме того, использование различных параметрических соотношений позволит увеличить число исследуемых вариантов проектируемых элементов летательного комплекса и расширить область поиска рационального варианта, учесть различные ограничения, повысить качество исследования.
В целом специальное математическое обеспечение САИПР можно разделить на две специфические группы, отражающие выделение проектного и тактического направлений исследования. К проектному направлению относятся модели, описывающие конструктивно-компоновочные схемы, габаритно-массовые характеристики элементов летательного комплекса.
Разработка моделей тактического направления связана с описанием типовых фаз функционирования комплекса, отражающих физическую сущность процессов его функционирования и специфику исследуемых свойств ЛК. Методическое объединение отдельных моделей составляет модель оценки эффективности летательного комплекса в заданных условиях боевого применения. Таким образом, специальное математическое обеспечение, реализованное в виде комплекса проблемно-ориентированных программ, в сочетании с техническими и общепрограммными средствами представляет инженерный инструмент для исследовательского проектирования, под которым мы понимаем комплекс научно-исследовательских работ по изысканиям, исследованиям, расчетам и конструированию объектов на концептуальном уровне, имеющих целью получение в принятой форме всех необходимых данных для обоснования тактико-технических требований к перспективным летательным комплексам и их элементам.
Как уже было отмечено, в качестве основного методического принципа исследовательского проектирования используется моделирование объектов ЛК, физических процессов, связанных с их функционированием и принятие проектных решений по результатам математического эксперимента, проведенного на этих моделях.
P.S. Надо отметить, что методология изложенная в этом докладе 35 лет – абсолютно актуально. Тем более, что сегодня нет проблем с персональными компьютерами. И в распоряжении ученого сегодня вся мощь Интернета. И надо отдать должное тем, кто стоял у истоков, как сегодня модно говорить, цифравизации различных процессов.
Сочетание методов планирования эксперимента с различными оптимизационными методами, решающими правилами позволят повысить вероятность нахождения оптимального варианта облика проектируемого летательного комплекса.
Необходимо отметить характерные отличительные особенности создаваемой системы от систем автоматизированного проектирования, создаваемых в промышленных организациях и получивших широкое развитие в последнее время. Среди них можно выделить такие особенности как многофункциональность, адаптивность, модульность, открытость, преобладание макромоделирования, обеспечение принятия проектного решения в условиях большой степени неопределенности и неполноты информации, наличие этапа содержательного описания облика проектируемого летательного комплекса, анализ большой области проектных решений и оперативность их получения.
Имеются отличия в целях проектирования и в содержании работ. Целью традиционного проектирования является разработка некоторого законченного проекта, т.е. комплекса технической документации, которой в конечном счете достаточно для изготовления того или иного узла, изделия и т.д. Исследовательское же проектирование имеет целью подготовку, как отмечалось выше, рекомендаций и определение ориентировочных значений сравнительно небольшого числа основных характеристик ЛК. Без дальнейшей проработки по этим данным ничего изготовить невозможно, но их достаточно для предъявления обоснованных требований на реальное проектирование. При исследовательском проектировании уже в ходе проработок может возникнуть необходимость разработки новых моделей и методик для исследования систем нетрадиционных типов.
Исследовательское проектирование в САИПР по характеру и степени участия исследователя и использования ЭВМ при выполнении проектных операций ориентировано на диалоговый (интерактивный) режим, при котором большинство процедур выполняется с помощью ЭВМ, а участие исследователя проявляется в формировании стратегии проектирования, в оперативной оценке результатов проектных процедур или операций, в выборе продолжений и корректировке хода проектирования. Оно представляет собой итерационный многоэтапный процесс, включающий концептуальное проектирование, разработку формализованной постановки задачи исследования, проведения проектных исследований, оценку проекта и оформления документации.
P.S. Еще раз подчерку, что доклад делался когда в институте не было ни одной персоналки. Но какое предвидение самого процесса научных изысканий. И доклад надо оценивать с позиций не сегодняшнего, а с позиций середины 80-х прошлого столетия!
На этапе концептуального проектирования по целевой установке на проектирование, в которой отражается потребность в модернизации (разработке нового) летательного комплекса или его элементов, назначение и условие боевого применения, необходимость использования тех или иных унифицированных элементов, целевая функция, вид и состав выходной информации, необходимые исходные данные, формируется подробное содержательное описание проектируемого летательного комплекса и его элементов.
Процесс составления содержательного описания объекта проектирования включает разработку системы оперативных задач, которая позволяет комплексно рассмотреть проблему с учетом взаимосвязи проектируемого объекта с системой высшего порядка, системы функций ЛК и системы реализующих их средств. В соответствии с оперативными задачами выделяются критерии, по которым будет оцениваться качество создаваемого объекта и вклад в достижение поставленной цели.
Система функций должна разрабатываться по принципу полного перекрытия множества оперативных задач. Декомпозиция основной функции проводится, как правило, до уровня, на котором дальнейшее членение приводит к потере функционального свойства. Однако такая декомпозиция связана с большой детализацией и не всегда целесообразна при исследовательском проектировании. Уровень детализации определяется исследователем по целому ряду соображений и может, например, ограничиваться уровнем, на котором возможно четкое выделение физического принципа действия, характерного свойства, которым должен обладать объект и по возможности охарактеризован количественными показателями. Совокупность функций является основным системообразующим механизмом при формировании облика летательного комплекса и его элементов.
Этап концептуального проектирования заканчивается определением совокупности средств, реализующих сформированную ранее систему функций, и выделением для каждого их них проектных параметров. Осуществляемый на этом этапе структурный синтез системы в основном выполняется непосредственно самим исследователем, однако, он может поддерживаться различными диалоговыми процедурами анкетного типа, анализом и-или деревьев, построенным по образцам-аналогам и хранятся в специальных разделах баз знаний. Поиск и анализ патентной информации, а также использование эвристических приемов генерации идей способствует получению оригинальных решений.
Следующий этап исследовательского проектирования связан с разработкой формализованной постановки задачи, обеспечивающей возможность математически строго сформулировать требования, предъявляемые к разрабатываемой системе. В идеальном случае это может быть задача по оптимизации основных ТТХ летательного комплекса. Общая задача при необходимости и возможности декомпозируется на ряд иерархически взаимосвязанных между собой подзадач. На этом же этапе формируется расчетная схема, устанавливающая функциональные взаимосвязи проектных параметров элементов и подсистем летательного комплекса, находящихся на разных иерархических уровнях, путем просмотра типовых расчетных модулей, находящихся в базе знаний и сборки их в расчетные цепочки. При отсутствии входной информации для ряда стыкуемых модулей она может оперативно дополняться исследователем в процессе формирования цепочки путем моделирования недостающих связей, используя язык формирования расчетных схем (язык проектирования). В случае невозможности оперативно смоделировать недостающую связь исследователь определяет в этом месте точку диалога.
С целью оказания методической помощи при выполнении работ на этом этапе предусматривается накопление в базе знаний типовых постановок задач для исследования различных летательных комплексов и их подсистем, а также разработка диалоговых процедур, упорядочивающих процесс формализации задачи. Такие процедуры могут включать набор наводящих вопросов и предложений о порядке действий исследователя.
Проведение проектных исследований составляет суть следующего этапа процесса исследовательского проектирования.
По сформированным расчетным схемам составляются реальные расчетные цепочки с включением в них оптимизационных процедур в случае решения оптимизационных задач. Таким образом, максимальное приближение конечного пользователя к ЭВМ за счет возможности непосредственно, без каких-либо посредников участвовать в процессе решения задачи на языке своей предметной области придает технологии проектирования на этом этапе качественно новые черты. Отпадает необходимость составления программы решения задачи проектирования на языле программирования ЭВМ. Решение задач осуществляется синтезом вычислительного процесса на основе модели предметной области и библиотеки программных модулей. Задачи, которые невозможно решать сквозным программным способом из-за трудностей смоделировать те или иные связи, реализуются в диалоговых проектных процедурах.
При прерывании вычислительного процесса в точках диалога исследователь на основании своей интуиции, или используя различные эвристические методы принятия решения, восполняет недостающую информацию и продолжает процесс решения задачи, либо корректирует расчетную схему.
Для получения информации в требуемом виде, в частности различных параметрических соотношений, может планироваться математический эксперимент, результаты которого затем отрабатываются различными статистическими методами.
Планирование математического эксперимента в процессе исследований важно не только с точки зрения построения макромодели и получение практической возможности решить общую задачу по результатам решения частных задач, но и с позиций последующей интеллектуализации системы (расширение библиотеки программных модулей), а следовательно, и повышения эффективности системы автоматизированного исследовательского проектирования.
Результатом проектных исследований являются альтернативные варианты облика летательного комплекса.
Проблема выбора рационального варианта облика летательного комплекса, как отмечалось выше, связана с комплексным военно-экономическим анализом системы вооружения ВС. Ее нельзя решить в отрыве от проблемы, касающейся условий боевого функционирования ЛК как элемента системы вооружения вида ВС, так как только таким образом можно получить достаточно точные знания оптимальных ТТХ летательного комплекса. Кроме того, в связи с высокой стоимостью современных образцов летательных комплексов при проведении исследований недостаточно учитывать только технические и оперативно-тактические аспекты. Необходимы комплексные исследования с оценкой экономических факторов.
Указанные задачи решаются в процессе исследовательского проектирования на этапе анализа «проекта». При этом для различных сочетаний значений ТТХ проектируемого ЛК и с учетом ограничений на интегральные количественные характеристики определяются значения показателей эффективности системы ДК и в общем случае строится так называемая область допустимых состояний системы вооружения вида ВС. Она представляет собой такую область в пространстве возможных значений интегральных количественных характеристик системы ЛК и ТТХ рассматриваемого ЛК, в которой система вооружения вида ВС выполняет поставленные перед ней задачи.
Окончательное принятие решения о целесообразности дальнейшей, более тщательной и глубокой проработки того или иного варианта ЛК, рассматриваемого в качестве рационального, остается в компетенции руководящих органов и лиц, ответственных за эти решения.
Заключительный этап исследовательского проектирования в САИПР связан с документированием результатов исследований. Содержательная часть документа может формироваться автоматически, исходя из цифровой модели проектируемого ЛК, либо с использованием диалоговой процедуры, если необходимо ее дополнение текстовой или графической информацией.
При анализе технического облика летательного комплекса было показано, что он обладает довольно разветвленной структурой, особенно в нижнем звене. Состав ЛК меняется от типа к типу комплекса и зависит от его назначения. Большую сложность имеет и связь между задачами исследования летательного комплекса.
Специалистами разных уровней решается иерархия задач по частным научным направлениям, например:
• установление оптимальных параметров летательного аппарата;
• выбор рациональных характеристик подсистем ЛК, обеспечивающих точность доставки боевого оснащения к цели;
• выбор параметров технологического и механического оборудования стартовых сооружений;
• определение рационального состава, структуры и основных характеристик средств боевого управления;
• определение рациональной структуры и состава средств комплексной защиты летательного аппарата;
• рациональное размещение объектов ЛК в предполагаемом районе дислоцирования на базе камерального анализа;
• анализ тактики функционирования летательного комплекса;
• определение рационального состава средств обслуживания ЛК и основных характеристик технологических эксплуатационных процессов.
На основе анализа решения перечисленных задач осуществляется координация требований к отдельным подсистемам ЛК и оценка эффективности в составе системы вооружения вида ВС.
Следует отметить, что, несмотря на специфику различных летательных комплексов, при обосновании требований к их тактико-техническим характеристикам для них для всех присуще решение перечисленных главных задач.
САИПР относится к системам коллективного пользования. Поэтому весьма важно обеспечить планирование работ пользователей, поддержку и координацию процесса автоматизированного проектирования, контроль выполнения работ на различных его этапах. Для решения этих задач разрабатывается система средств базового программного обеспечения (СС БПО), являющаяся надстройкой над базовым программным обеспечением вычислительной сети САИПР.
Реализация принципа модульности приводит к концепции построения СС БПО в виде набора базовых процессоров, на каждый из которых возлагается выполнение определенного подмножества функций. По результатам анализа этих функций система средств базового программного обеспечения должна включать:
• диалоговый процессор взаимодействия с пользователем;
• процессор административного управления разработкой проекта;
• процессор формирования описаний (целеполагания);
• процессор формирования концептуальной схемы проектной процедуры;
• процессор-планировщик
• процессор-исполнитель;
• процессор системы управления распределенными базами данных;
• процессор управления проектными данными;
• графический процессор;
• процессор документирования.
Диалоговый процессор взаимодействия с пользователем является ведущим элементом в СС БПО САИПР. С его помощью осуществляется первичный контакт пользователя с системой. К основным его функциям относится:
• организация диалогового взаимодействия пользователя с системой в процессе выполнения им автоматизированного проектирования;
• активизация и координация функционирования всех остальных базовых процессоров СС БПО на всех этапах процесса автоматизированного проектирования;
• организация взаимодействия СС БПО с базовым программным обеспечением вычислительной сети.
После завершения загрузки этого процессора на терминал пользователя прежде всего передается корреспонденция, направленная ему по электронной почте. Сообщение о наличии для пользователя указанной корреспонденции, с которой он прии желании может ознакомиться прежде, чем приступить к работе с системой, возникает на экране вместе с главным меню. Такое оповещение пользователя осуществляется также при включении в работу других базовых процессоров.
Процессор административного управления разработкой проекта включается в работу по соответствующей команде-директиве пользователя из главного меню диалогового процессора взаимодействия с пользователем.
Главное меню процессора административного управления предоставляет пользователю следующие возможности:
• вызвать из рабочей базы данных и просмотреть набор заданий на проектирование;
• разработать задачи проектирования для подчиненных соисполнителей;
• вызвать из базы описаний задач проектирования аналог и откорректировать его в случае необходимости;
• занести разработанные задачи проектирования в рабочую базу данных или в системную базу описаний задач;
• просмотреть задание о ходе выполнения задач, полученных подчиненным исполнителем, о выполнении собственной задачи и всего задания в целом.
Процессор формирования описаний предназначен для автоматизированного построения в режиме диалога декомпозиционной схемы разработки как проектируемого летательного комплекса в целом, так и отдельных его подсистем. При разработке декомпозиционной схемы в отнову может быть положена методология структурного анализа и технология проектирования, обеспечивающая графическое представление декомпозиционной модели и описание взаимосвязей между модулями по данным и управлению.
Главное меню процессора целеполагания предоставляет пользователю следующие возможности:
• сформировать и описать декомпозиционную схему разбиения задачи проектирования на взаимоувязанные по входным и выходным параметрам и характеристикам проектные задания и подзадания;
• выявить в процессе построения декомпозиционной схемы ее противоречивость и неполноту и получить рекомендации по способам устранения допущенных ошибок;
• предоставить на экране описание декомпозиционной схемы в виде графа декомпозиции;
• занести описание декомпозиционной схемы в рабочую или системную базу данных;
• оформить описание декомпозиционной схемы в виде документа.
В связи с изложенным на процессор описания (целеполагания) возлагается функция обеспечения инструментальной поддержки процесса построения в диалоговом режиме системы задач, функций и средств. В основу разработки алгоритмов формирования и ведения деревьев задач может быть положен метод логико-лингвистического структурирования цели для целевых программ.
Базовый процессор формирования концептуальной схемы проектной процедуры включается в работу диалоговым процессором взаимодействия с пользователем и предоставляет ему меню нижнего уровня, реализуя которое он получает возможность отображать на экране и просмотреть копии хранящихся в системных и специальных базах данных каталоги концептуальных схем проектных процедур, математических моделей, их спецификаций и текстов. Непосредственное формирование концептуальной схемы проектной процедуры пользователь выполняет с помощью диалогового языка формирования схем.
Процессор-планировщик предназначен для построения вычислительной схемы проектной процедуры (ВСПЛ) на основании ранее ее разработанной концептуальной схемы и сведений о содержащихся в базе данных программных модулях специального программного обеспечения. Построение вычислительной схемы проектной процедуры осуществляется пользователем в диалоговом режиме с непосредственным включением в ее состав программных модулей. Включение состоит в автоматической замене наименований вершин графа концептуальной схемы проектной процедуры идентификаторами выбранных программных модулей.
Процессор-исполнитель обеспечивает выполнение вычислительной схемы проектной процедуры. С помощью команд меню пользователю предоставляется возможность указать на графе ВСПП точку приостановки вычислительного процесса, отобразить на экране промежуточные результаты выполнения ВСПП, продолжить процесс исполнения, прервать его с сохранением текущего состояния до следующего сеанса.
Процессор системы управления распределенными базами данных должен обеспечить:
• поддержание единой концептуальной модели РБД;
• распределенный и локальный доступ к данным, их целостность и защиту от несанкционированного досткпа;
• обеспечить «прозрачность» РБД для пользователей вычислительной сети и т.д.
P.S. О масштабах проекта надо судить не с позиций сегодняшнего дня, а с позиций 1985 года, когда не было ни интернета, ни СУБД типа oracle, не было таких как сегодня привычных мониторов и персональных компьютеров. И тогда становится каким продвинутым для своего времени был этот проект. И сегодня он нисколько не устарел. Терминологические нюансы я не беру в расчет.
В процессе развития системы управления базами данных, постпенно эволюционируя, должны обрести новые свойства и превратиться в системы управления базами знаний.
Процессор управления проектными данными ориентирован на решение задач системного характера по организации проектных данных в памяти вычислительной системы и управления ими.
Графический процессор как базовый процессор СС БПО включается в работу в процессе автоматизированного проектирования при возникновении необходимости получения графического изображения интересующего пользователя объекта. Его прямое назначение состоит в преобразовании поступившей на его вход информации в описание требуемого изображения и передаче этого описания выходное устройство (экран графического дисплея, графопостроитель).
Назначение процессора документирования состоит в том, чтобы по командам пользователя или вызывающих программ преобразовать получаемую в процессе автоматизированного проектирования информацию в совокупность документов на бумажных или машинных носителях.
P.S. И сново, как тут не вспомнить как была подготовлена сам этот доклад в далеком 1985 году.
Как было отмечено, автоматизированная система научных исследований создается на базе вычислительной сети, предоставляющей возможность размещения персональных рабочих мест непосредственно в научных подразделениях.
Основными принципами, закладываемыми в проектируемую вычислительную сеть, являются:
• доступность ко всем средствам сисчтемы:
• высокая информационная и вычислительная мощность системы;
• высокая функциональная надежность.
Доступность системы достигается за счет создания АРМ на базе ПЭВМ, объединенных в рамках каждого подразделения в локальную вычислительную сеть. Локальные вычислительные сети всех подразделений с помощью коммуникационной подсети объединяются в единую вычислительную сеть института.
В перспективе мы рассматриваем возможность подключения к вычислительным сетям внешних организаций.
P.S. Чем не интернет?!
Высокая информационная и вычислительная мощность достигается за счет включения в состав локальной вычислительной сети малых ЭВМ типа ЕС-1007 для создания баз данных и мощного вычислительного комплекса на базе двух ЭВМ ЕС-1066. Предполагается, что суммарная вычислительная мощность первой очереди АСНИ составит к 1990 г. 300 млн. операций в секунду.
Построение АСНИ на базе локальных вычислительных сетей, объединяемых посредством коммуникационной подсети, обеспечивает одновременно возможность ее наращивания и высокую функциональную надежность.
В заключении перечислим основные проблемы, которые необходимо решить в процессе разработки АСНИ:
• создание локальных вычислительных сетей на базе моноканала и отработка основных вопросов, связанных с их эксплуатацией;
• создание системы управления распределенными базами данных;
• разработка инструментальных средств поддержки исследовательского проектирования и создание специального программного обеспечения;
• создание проблемно-ориентированных языков взаимодействия пользователей с системой на различных этапах исследовательского проектирования;
• разработка методов решения на ЭВМ задач синтеза структур проектируемых сложных систем;
• разработка методов декомпозиции и агрегирования задач нелинейного программирования большой размерности.
Методология обоснования требований к перспективным образцам В и ВТ с использованием автоматизированной системы научных исследований.
Л.И. Волков
С увеличением объема исследовательских работ возрастают затраты материальных средств и рабочего времени, но они могут быть компенсированы тем, что возможные ошибки, и прежде всего концептуальные, исправляются с небольшими затратами на ранних стадиях, тогда как на более поздних стадиях их исправление было бы связано с большим материальным ущербом. Как известно, затраты на устранение проектных ошибок на стадии эксплуатации на три-четыре порядка превышают затраты на их устранение на стадии проектировании.Успешное решение стоящих перед институтом задач, дальнейшее повышение качества исследований, проводимых на уробне больших систем, невозможно без автоматизации научно-исследовательских работ, и прежде всего исследовательского проектирования. В связи с этим в институте развернуты работы по созданию автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), с которыми связываются обновление методического багажа, расширение парка его электронно-вычислительной техники, и, в первую очередь, широкое внедрение персональных ЭВМ.
АСНИ, по нашему мнению, должна представлять собой комплекс сбалансированных методических, программных и технических средств, предназначенных для проведения и управления научными исследованиями по обоснованию вооружения вида ВС.
Систему планируется создавать поэтапно. Первая ее очередь – система автоматизированного исследовательского проектирования (САИПР-I), нацелена на обеспечение формирования тактико-технических требований к перспективным летательным комплексам, научно-технического сопровождения их разработки и экспериментальной отработки. Вторая очередь АСНИ (САИПР-II) ориентирована на обеспечение исследований перспектив развития совокупности систем летательных аппаратов.
Создании АСНИ обеспечит возможность вести сквозные исследования и решать взаимосвязанные задачи по обоснованию перспектив развития В и ВТ вида ВС.
В структуре исследований по обоснованию перспектив развития В и ВТ вида ВС можно выделить три основных составных части:
• оперативно-стратегические исследования;
• комплексный военно-экономический анализ систем вооружения вида ВС;
• формирование обликов перспективных летательных систем.
P.S. Насколько это удалось можно судить по тому, что сегодня имеют ВС РФ
Оперативно-стратегические исследования позволяют на основе определения расчетных боевых задач и разработки сценариев боевых действий сформулировать оперативно-стратегические требования к системе вооружения вида ВС.
Комплексный военно-экономический анализ системы вооружения, включающий тактико-технико-экономический анализ образцов вооружения, оценку эффективности системы вооружения в различных условиях боевого применения с учетом вклада в нее обеспечивающих систем, направлен на выработку требований к основным тактико-техническим характеристикам образцов В и ВТ, являющихся объектами исследовательского проектирования.
Эти исследования должны вестись на широкой информационной оснве, включающей результаты прогноза военно-политической обстановки, тенденций развития ударных и оборонительных средств и систем противннка, отечественных стратегических ядерных сил, результаты исследований АН СССР и ВШ, выполненных по оборонной тематике, а также в интересах развития народного хозяйства СССР, НИОКР оборонных отраслей промышленности. Важным источником информации, влияющей на принятие решений при проведении этих исследований, является анализ экспериментальной отработки и эксплуатации летательных комплексов.
В целях обеспечения решения задач, связанных с обоснованием перспектив развития систем летательных комплексов, АСНИ должна включать ряд проблемно-ориентированных подсистем:
• комплексного прогнозного анализа:
• аналитического и имитационного моделирования;
• информационно-справочную;
• разработки специального программного обеспечения.
Эти подсистемы должны поддерживаться своими инструментальными средствами, базами знаний, погружаемыми в единую операционную среду.
Операционная среда должна создаваться на базе единого для всех функциональных подсистем АСНИ комплекса технических средств и общесистемного программного обеспечения…
Комплекс технических средств АСНИ, по нашему убеждению, целесообразно строить на принципах вычислительной сети с широким применением персональных ЭВМ. В структуру вычислительной сети должны быть включены центральный вычислительный комплекс на базе мощных универсальных ЭВМ производительностью порядка пять – десять млн. операций в секунду для обеспечения имитационного моделирования, периферийные вычислительные комплексы для создания баз данных в научных подразделениях на базе ЭВМ средней производительности и автоматизированные рабочие места на базе персональных ЭВМ.
Технические средства, включаемые в вычислительную сеть, должны базироваться на единой системе электронно-вычислительных машин ЕС ЭВМ.
В качестве операционной системы АСНИ целесообразно использовать мобильную операционную систему типа UNIX, в значительной степени машинно-независимую, мощную, многофункциональную и в тоже время простую с точки зрения пользователя и применимую для широкого круга задач, решаемых с помощью ЭВМ. Перечисленные достоинства обеспечивают ей хорошие перспективы.
Предметной областью базовой подсистемы АСНИ-САИПР-I являются технические облики перспективных летательных комплексов.
Под техническим обликом летательного комплекса понимается совокупность свойств, состава и структуры комплекса, раскрываемая его характеристиками и определяющая его существование как боевого средства, объекта управления, создаваемого объекта и объекта, внедряемого в окружающую среду.
В виду сложности восприятия исследователем и оперирования описанием летательного комплекса в целом требуется структуризация описания и соответствующее расчленение представления о ЛК на иерархические уровни и аспекты.
Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и конструктивных решений летательного комплекса и его элементов может быть положено в основу блочно-иерархического подхода к исследовательскому проектированию и приведет к появлению иерархических уровней в представлениях о летательном комплексе.
Специальное математическое обеспечение САИПР строится на основе блочно-иерархического подхода к представлению структуры летательного комплекса по модульному принципу. Модульный принцип формирования моделей на основе разработки типовых блоков с последующей их композицией, широкое использование метода статистического моделирования, по нашему мнению, обеспечат возможность быстрого построения и переналадки модулей для сокращения сроков моделирования и обеспечения адекватности моделей летательным комплексам и процессам их функционирования. Кроме того, использование различных параметрических соотношений позволит увеличить число исследуемых вариантов проектируемых элементов летательного комплекса и расширить область поиска рационального варианта, учесть различные ограничения, повысить качество исследования.
В целом специальное математическое обеспечение САИПР можно разделить на две специфические группы, отражающие выделение проектного и тактического направлений исследования. К проектному направлению относятся модели, описывающие конструктивно-компоновочные схемы, габаритно-массовые характеристики элементов летательного комплекса.
Разработка моделей тактического направления связана с описанием типовых фаз функционирования комплекса, отражающих физическую сущность процессов его функционирования и специфику исследуемых свойств ЛК. Методическое объединение отдельных моделей составляет модель оценки эффективности летательного комплекса в заданных условиях боевого применения. Таким образом, специальное математическое обеспечение, реализованное в виде комплекса проблемно-ориентированных программ, в сочетании с техническими и общепрограммными средствами представляет инженерный инструмент для исследовательского проектирования, под которым мы понимаем комплекс научно-исследовательских работ по изысканиям, исследованиям, расчетам и конструированию объектов на концептуальном уровне, имеющих целью получение в принятой форме всех необходимых данных для обоснования тактико-технических требований к перспективным летательным комплексам и их элементам.
Как уже было отмечено, в качестве основного методического принципа исследовательского проектирования используется моделирование объектов ЛК, физических процессов, связанных с их функционированием и принятие проектных решений по результатам математического эксперимента, проведенного на этих моделях.
P.S. Надо отметить, что методология изложенная в этом докладе 35 лет – абсолютно актуально. Тем более, что сегодня нет проблем с персональными компьютерами. И в распоряжении ученого сегодня вся мощь Интернета. И надо отдать должное тем, кто стоял у истоков, как сегодня модно говорить, цифравизации различных процессов.
Сочетание методов планирования эксперимента с различными оптимизационными методами, решающими правилами позволят повысить вероятность нахождения оптимального варианта облика проектируемого летательного комплекса.
Необходимо отметить характерные отличительные особенности создаваемой системы от систем автоматизированного проектирования, создаваемых в промышленных организациях и получивших широкое развитие в последнее время. Среди них можно выделить такие особенности как многофункциональность, адаптивность, модульность, открытость, преобладание макромоделирования, обеспечение принятия проектного решения в условиях большой степени неопределенности и неполноты информации, наличие этапа содержательного описания облика проектируемого летательного комплекса, анализ большой области проектных решений и оперативность их получения.
Имеются отличия в целях проектирования и в содержании работ. Целью традиционного проектирования является разработка некоторого законченного проекта, т.е. комплекса технической документации, которой в конечном счете достаточно для изготовления того или иного узла, изделия и т.д. Исследовательское же проектирование имеет целью подготовку, как отмечалось выше, рекомендаций и определение ориентировочных значений сравнительно небольшого числа основных характеристик ЛК. Без дальнейшей проработки по этим данным ничего изготовить невозможно, но их достаточно для предъявления обоснованных требований на реальное проектирование. При исследовательском проектировании уже в ходе проработок может возникнуть необходимость разработки новых моделей и методик для исследования систем нетрадиционных типов.
Исследовательское проектирование в САИПР по характеру и степени участия исследователя и использования ЭВМ при выполнении проектных операций ориентировано на диалоговый (интерактивный) режим, при котором большинство процедур выполняется с помощью ЭВМ, а участие исследователя проявляется в формировании стратегии проектирования, в оперативной оценке результатов проектных процедур или операций, в выборе продолжений и корректировке хода проектирования. Оно представляет собой итерационный многоэтапный процесс, включающий концептуальное проектирование, разработку формализованной постановки задачи исследования, проведения проектных исследований, оценку проекта и оформления документации.
P.S. Еще раз подчерку, что доклад делался когда в институте не было ни одной персоналки. Но какое предвидение самого процесса научных изысканий. И доклад надо оценивать с позиций не сегодняшнего, а с позиций середины 80-х прошлого столетия!
На этапе концептуального проектирования по целевой установке на проектирование, в которой отражается потребность в модернизации (разработке нового) летательного комплекса или его элементов, назначение и условие боевого применения, необходимость использования тех или иных унифицированных элементов, целевая функция, вид и состав выходной информации, необходимые исходные данные, формируется подробное содержательное описание проектируемого летательного комплекса и его элементов.
Процесс составления содержательного описания объекта проектирования включает разработку системы оперативных задач, которая позволяет комплексно рассмотреть проблему с учетом взаимосвязи проектируемого объекта с системой высшего порядка, системы функций ЛК и системы реализующих их средств. В соответствии с оперативными задачами выделяются критерии, по которым будет оцениваться качество создаваемого объекта и вклад в достижение поставленной цели.
Система функций должна разрабатываться по принципу полного перекрытия множества оперативных задач. Декомпозиция основной функции проводится, как правило, до уровня, на котором дальнейшее членение приводит к потере функционального свойства. Однако такая декомпозиция связана с большой детализацией и не всегда целесообразна при исследовательском проектировании. Уровень детализации определяется исследователем по целому ряду соображений и может, например, ограничиваться уровнем, на котором возможно четкое выделение физического принципа действия, характерного свойства, которым должен обладать объект и по возможности охарактеризован количественными показателями. Совокупность функций является основным системообразующим механизмом при формировании облика летательного комплекса и его элементов.
Этап концептуального проектирования заканчивается определением совокупности средств, реализующих сформированную ранее систему функций, и выделением для каждого их них проектных параметров. Осуществляемый на этом этапе структурный синтез системы в основном выполняется непосредственно самим исследователем, однако, он может поддерживаться различными диалоговыми процедурами анкетного типа, анализом и-или деревьев, построенным по образцам-аналогам и хранятся в специальных разделах баз знаний. Поиск и анализ патентной информации, а также использование эвристических приемов генерации идей способствует получению оригинальных решений.
Следующий этап исследовательского проектирования связан с разработкой формализованной постановки задачи, обеспечивающей возможность математически строго сформулировать требования, предъявляемые к разрабатываемой системе. В идеальном случае это может быть задача по оптимизации основных ТТХ летательного комплекса. Общая задача при необходимости и возможности декомпозируется на ряд иерархически взаимосвязанных между собой подзадач. На этом же этапе формируется расчетная схема, устанавливающая функциональные взаимосвязи проектных параметров элементов и подсистем летательного комплекса, находящихся на разных иерархических уровнях, путем просмотра типовых расчетных модулей, находящихся в базе знаний и сборки их в расчетные цепочки. При отсутствии входной информации для ряда стыкуемых модулей она может оперативно дополняться исследователем в процессе формирования цепочки путем моделирования недостающих связей, используя язык формирования расчетных схем (язык проектирования). В случае невозможности оперативно смоделировать недостающую связь исследователь определяет в этом месте точку диалога.
С целью оказания методической помощи при выполнении работ на этом этапе предусматривается накопление в базе знаний типовых постановок задач для исследования различных летательных комплексов и их подсистем, а также разработка диалоговых процедур, упорядочивающих процесс формализации задачи. Такие процедуры могут включать набор наводящих вопросов и предложений о порядке действий исследователя.
Проведение проектных исследований составляет суть следующего этапа процесса исследовательского проектирования.
По сформированным расчетным схемам составляются реальные расчетные цепочки с включением в них оптимизационных процедур в случае решения оптимизационных задач. Таким образом, максимальное приближение конечного пользователя к ЭВМ за счет возможности непосредственно, без каких-либо посредников участвовать в процессе решения задачи на языке своей предметной области придает технологии проектирования на этом этапе качественно новые черты. Отпадает необходимость составления программы решения задачи проектирования на языле программирования ЭВМ. Решение задач осуществляется синтезом вычислительного процесса на основе модели предметной области и библиотеки программных модулей. Задачи, которые невозможно решать сквозным программным способом из-за трудностей смоделировать те или иные связи, реализуются в диалоговых проектных процедурах.
При прерывании вычислительного процесса в точках диалога исследователь на основании своей интуиции, или используя различные эвристические методы принятия решения, восполняет недостающую информацию и продолжает процесс решения задачи, либо корректирует расчетную схему.
Для получения информации в требуемом виде, в частности различных параметрических соотношений, может планироваться математический эксперимент, результаты которого затем отрабатываются различными статистическими методами.
Планирование математического эксперимента в процессе исследований важно не только с точки зрения построения макромодели и получение практической возможности решить общую задачу по результатам решения частных задач, но и с позиций последующей интеллектуализации системы (расширение библиотеки программных модулей), а следовательно, и повышения эффективности системы автоматизированного исследовательского проектирования.
Результатом проектных исследований являются альтернативные варианты облика летательного комплекса.
Проблема выбора рационального варианта облика летательного комплекса, как отмечалось выше, связана с комплексным военно-экономическим анализом системы вооружения ВС. Ее нельзя решить в отрыве от проблемы, касающейся условий боевого функционирования ЛК как элемента системы вооружения вида ВС, так как только таким образом можно получить достаточно точные знания оптимальных ТТХ летательного комплекса. Кроме того, в связи с высокой стоимостью современных образцов летательных комплексов при проведении исследований недостаточно учитывать только технические и оперативно-тактические аспекты. Необходимы комплексные исследования с оценкой экономических факторов.
Указанные задачи решаются в процессе исследовательского проектирования на этапе анализа «проекта». При этом для различных сочетаний значений ТТХ проектируемого ЛК и с учетом ограничений на интегральные количественные характеристики определяются значения показателей эффективности системы ДК и в общем случае строится так называемая область допустимых состояний системы вооружения вида ВС. Она представляет собой такую область в пространстве возможных значений интегральных количественных характеристик системы ЛК и ТТХ рассматриваемого ЛК, в которой система вооружения вида ВС выполняет поставленные перед ней задачи.
Окончательное принятие решения о целесообразности дальнейшей, более тщательной и глубокой проработки того или иного варианта ЛК, рассматриваемого в качестве рационального, остается в компетенции руководящих органов и лиц, ответственных за эти решения.
Заключительный этап исследовательского проектирования в САИПР связан с документированием результатов исследований. Содержательная часть документа может формироваться автоматически, исходя из цифровой модели проектируемого ЛК, либо с использованием диалоговой процедуры, если необходимо ее дополнение текстовой или графической информацией.
При анализе технического облика летательного комплекса было показано, что он обладает довольно разветвленной структурой, особенно в нижнем звене. Состав ЛК меняется от типа к типу комплекса и зависит от его назначения. Большую сложность имеет и связь между задачами исследования летательного комплекса.
Специалистами разных уровней решается иерархия задач по частным научным направлениям, например:
• установление оптимальных параметров летательного аппарата;
• выбор рациональных характеристик подсистем ЛК, обеспечивающих точность доставки боевого оснащения к цели;
• выбор параметров технологического и механического оборудования стартовых сооружений;
• определение рационального состава, структуры и основных характеристик средств боевого управления;
• определение рациональной структуры и состава средств комплексной защиты летательного аппарата;
• рациональное размещение объектов ЛК в предполагаемом районе дислоцирования на базе камерального анализа;
• анализ тактики функционирования летательного комплекса;
• определение рационального состава средств обслуживания ЛК и основных характеристик технологических эксплуатационных процессов.
На основе анализа решения перечисленных задач осуществляется координация требований к отдельным подсистемам ЛК и оценка эффективности в составе системы вооружения вида ВС.
Следует отметить, что, несмотря на специфику различных летательных комплексов, при обосновании требований к их тактико-техническим характеристикам для них для всех присуще решение перечисленных главных задач.
САИПР относится к системам коллективного пользования. Поэтому весьма важно обеспечить планирование работ пользователей, поддержку и координацию процесса автоматизированного проектирования, контроль выполнения работ на различных его этапах. Для решения этих задач разрабатывается система средств базового программного обеспечения (СС БПО), являющаяся надстройкой над базовым программным обеспечением вычислительной сети САИПР.
Реализация принципа модульности приводит к концепции построения СС БПО в виде набора базовых процессоров, на каждый из которых возлагается выполнение определенного подмножества функций. По результатам анализа этих функций система средств базового программного обеспечения должна включать:
• диалоговый процессор взаимодействия с пользователем;
• процессор административного управления разработкой проекта;
• процессор формирования описаний (целеполагания);
• процессор формирования концептуальной схемы проектной процедуры;
• процессор-планировщик
• процессор-исполнитель;
• процессор системы управления распределенными базами данных;
• процессор управления проектными данными;
• графический процессор;
• процессор документирования.
Диалоговый процессор взаимодействия с пользователем является ведущим элементом в СС БПО САИПР. С его помощью осуществляется первичный контакт пользователя с системой. К основным его функциям относится:
• организация диалогового взаимодействия пользователя с системой в процессе выполнения им автоматизированного проектирования;
• активизация и координация функционирования всех остальных базовых процессоров СС БПО на всех этапах процесса автоматизированного проектирования;
• организация взаимодействия СС БПО с базовым программным обеспечением вычислительной сети.
После завершения загрузки этого процессора на терминал пользователя прежде всего передается корреспонденция, направленная ему по электронной почте. Сообщение о наличии для пользователя указанной корреспонденции, с которой он прии желании может ознакомиться прежде, чем приступить к работе с системой, возникает на экране вместе с главным меню. Такое оповещение пользователя осуществляется также при включении в работу других базовых процессоров.
Процессор административного управления разработкой проекта включается в работу по соответствующей команде-директиве пользователя из главного меню диалогового процессора взаимодействия с пользователем.
Главное меню процессора административного управления предоставляет пользователю следующие возможности:
• вызвать из рабочей базы данных и просмотреть набор заданий на проектирование;
• разработать задачи проектирования для подчиненных соисполнителей;
• вызвать из базы описаний задач проектирования аналог и откорректировать его в случае необходимости;
• занести разработанные задачи проектирования в рабочую базу данных или в системную базу описаний задач;
• просмотреть задание о ходе выполнения задач, полученных подчиненным исполнителем, о выполнении собственной задачи и всего задания в целом.
Процессор формирования описаний предназначен для автоматизированного построения в режиме диалога декомпозиционной схемы разработки как проектируемого летательного комплекса в целом, так и отдельных его подсистем. При разработке декомпозиционной схемы в отнову может быть положена методология структурного анализа и технология проектирования, обеспечивающая графическое представление декомпозиционной модели и описание взаимосвязей между модулями по данным и управлению.
Главное меню процессора целеполагания предоставляет пользователю следующие возможности:
• сформировать и описать декомпозиционную схему разбиения задачи проектирования на взаимоувязанные по входным и выходным параметрам и характеристикам проектные задания и подзадания;
• выявить в процессе построения декомпозиционной схемы ее противоречивость и неполноту и получить рекомендации по способам устранения допущенных ошибок;
• предоставить на экране описание декомпозиционной схемы в виде графа декомпозиции;
• занести описание декомпозиционной схемы в рабочую или системную базу данных;
• оформить описание декомпозиционной схемы в виде документа.
В связи с изложенным на процессор описания (целеполагания) возлагается функция обеспечения инструментальной поддержки процесса построения в диалоговом режиме системы задач, функций и средств. В основу разработки алгоритмов формирования и ведения деревьев задач может быть положен метод логико-лингвистического структурирования цели для целевых программ.
Базовый процессор формирования концептуальной схемы проектной процедуры включается в работу диалоговым процессором взаимодействия с пользователем и предоставляет ему меню нижнего уровня, реализуя которое он получает возможность отображать на экране и просмотреть копии хранящихся в системных и специальных базах данных каталоги концептуальных схем проектных процедур, математических моделей, их спецификаций и текстов. Непосредственное формирование концептуальной схемы проектной процедуры пользователь выполняет с помощью диалогового языка формирования схем.
Процессор-планировщик предназначен для построения вычислительной схемы проектной процедуры (ВСПЛ) на основании ранее ее разработанной концептуальной схемы и сведений о содержащихся в базе данных программных модулях специального программного обеспечения. Построение вычислительной схемы проектной процедуры осуществляется пользователем в диалоговом режиме с непосредственным включением в ее состав программных модулей. Включение состоит в автоматической замене наименований вершин графа концептуальной схемы проектной процедуры идентификаторами выбранных программных модулей.
Процессор-исполнитель обеспечивает выполнение вычислительной схемы проектной процедуры. С помощью команд меню пользователю предоставляется возможность указать на графе ВСПП точку приостановки вычислительного процесса, отобразить на экране промежуточные результаты выполнения ВСПП, продолжить процесс исполнения, прервать его с сохранением текущего состояния до следующего сеанса.
Процессор системы управления распределенными базами данных должен обеспечить:
• поддержание единой концептуальной модели РБД;
• распределенный и локальный доступ к данным, их целостность и защиту от несанкционированного досткпа;
• обеспечить «прозрачность» РБД для пользователей вычислительной сети и т.д.
P.S. О масштабах проекта надо судить не с позиций сегодняшнего дня, а с позиций 1985 года, когда не было ни интернета, ни СУБД типа oracle, не было таких как сегодня привычных мониторов и персональных компьютеров. И тогда становится каким продвинутым для своего времени был этот проект. И сегодня он нисколько не устарел. Терминологические нюансы я не беру в расчет.
В процессе развития системы управления базами данных, постпенно эволюционируя, должны обрести новые свойства и превратиться в системы управления базами знаний.
Процессор управления проектными данными ориентирован на решение задач системного характера по организации проектных данных в памяти вычислительной системы и управления ими.
Графический процессор как базовый процессор СС БПО включается в работу в процессе автоматизированного проектирования при возникновении необходимости получения графического изображения интересующего пользователя объекта. Его прямое назначение состоит в преобразовании поступившей на его вход информации в описание требуемого изображения и передаче этого описания выходное устройство (экран графического дисплея, графопостроитель).
Назначение процессора документирования состоит в том, чтобы по командам пользователя или вызывающих программ преобразовать получаемую в процессе автоматизированного проектирования информацию в совокупность документов на бумажных или машинных носителях.
P.S. И сново, как тут не вспомнить как была подготовлена сам этот доклад в далеком 1985 году.
Как было отмечено, автоматизированная система научных исследований создается на базе вычислительной сети, предоставляющей возможность размещения персональных рабочих мест непосредственно в научных подразделениях.
Основными принципами, закладываемыми в проектируемую вычислительную сеть, являются:
• доступность ко всем средствам сисчтемы:
• высокая информационная и вычислительная мощность системы;
• высокая функциональная надежность.
Доступность системы достигается за счет создания АРМ на базе ПЭВМ, объединенных в рамках каждого подразделения в локальную вычислительную сеть. Локальные вычислительные сети всех подразделений с помощью коммуникационной подсети объединяются в единую вычислительную сеть института.
В перспективе мы рассматриваем возможность подключения к вычислительным сетям внешних организаций.
P.S. Чем не интернет?!
Высокая информационная и вычислительная мощность достигается за счет включения в состав локальной вычислительной сети малых ЭВМ типа ЕС-1007 для создания баз данных и мощного вычислительного комплекса на базе двух ЭВМ ЕС-1066. Предполагается, что суммарная вычислительная мощность первой очереди АСНИ составит к 1990 г. 300 млн. операций в секунду.
Построение АСНИ на базе локальных вычислительных сетей, объединяемых посредством коммуникационной подсети, обеспечивает одновременно возможность ее наращивания и высокую функциональную надежность.
В заключении перечислим основные проблемы, которые необходимо решить в процессе разработки АСНИ:
• создание локальных вычислительных сетей на базе моноканала и отработка основных вопросов, связанных с их эксплуатацией;
• создание системы управления распределенными базами данных;
• разработка инструментальных средств поддержки исследовательского проектирования и создание специального программного обеспечения;
• создание проблемно-ориентированных языков взаимодействия пользователей с системой на различных этапах исследовательского проектирования;
• разработка методов решения на ЭВМ задач синтеза структур проектируемых сложных систем;
• разработка методов декомпозиции и агрегирования задач нелинейного программирования большой размерности.
А теперь вернемся к статье, с которой мы начали, еще одна цитата из нее:
Взрастив интернет под чутким руководством государства, ему позволили развиваться при почти полном невмешательстве.
О, как я надеялся, что Постановление ЦК КПСС и СМ СССР позволит нам создать базу для внедрения ЭВТ в ВУЗах и школах страны, в НИИ и заводах и создать в итоге ОГАС страны, что государство будет заинтересованно в нашей работе. Вот же она реальная конверсия…
О том как удалось реализовать наш проект читайте здесь.
А на пороге стоял 1991 год!..
Низкий поклон Волкову Л.И. за то, что он дал возможность хотя бы попытаться реализовать свои идеи. И не его вина, что что-то пошло не так.
И все же я принял участие в создании российского сегмента Интернет. В 1998 году я уволился из рядов ВС РФ и меня пригласили на работу в ЗАО «Микротест». И уже там я принимал участие в строительстве СПД МПС России. Но все оборудования было уже импортным… Тогда еще речи об импортозамещении не было.
