Для людей сегодняшнего дня, может быть, не понятны эти аббревиатуры. Поясняю. ЭВМ - электронно-вычислительная машина; НИС - научно исследовательское
судно. В 70-80 годы прошлого века не было персональных компьютеров (ПК/PC). Были громадные вычислительные машины, на электронных лампах! Такие как
серии "БЭСМ", "Минск", "Урал" и др. В качестве оперативной памяти использовались ферритовые колечки с намотанными на них тонкими проволочками. Такое колечко имело два устойчивых состояния, намагниченное, когда по проводам проходил импульс тока (состояние "1") и размагниченное (состояние "0"). В качестве долговременной памяти использовалась магнитная лента шириной 24 мм. Это такие громоздкие шкафы (магнитофоны), куда записывалась информация в двоичном коде.
В 70-е годы Академия Наук СССР строила много научных судов. О научном флоте СССР и России можно почитать статью Данченкова М. А., Волкова Р. Н. "Научные суда России" на сайте Николая Денисова www.dvnigmi.narod.ru/ . Были построены суда серии "Академик Курчатов"("Академик Вернадский", "Дмитрий Менделеев", чуть позднее "Академик Королев", "Академик Ширшов" и др.). Эта серия - детище Ивана Дмитриевича Папанина, знаменитого в СССР полярника. В то время он заведовал отделом морских исследований АН. Это был энергичный, маленького роста человек, всегда с улыбкой на лице и узким прищуром внимательных глаз. Иван Дмитриевич все свои публичные выступления начинал со слов "та льдина, на которой я плавал, давно растаяла, а я, как видите, все еще бегаю". Да, да, я отвлекся…
Поскольку на НИС АН устанавливались ЭВМ "Минск-22", то здесь приведу их краткую характеристику.
Их серийное производство начато в 1965 г.
Технические характеристики
Разрядность (длина слова): 37 разрядов;
Система команд: 108 команд, двухадресная, формат адреса зависит от режима работы - обычный режим или режим Т;
Ёмкость оперативной памяти на магнитных сердечниках (МОЗУ): 8192 слов;
Цикл обращения к МОЗУ: 24 мксек;
Ёмкость внешней памяти на магнитной ленте (8 лентопротяжных механизмов): 100 тыс. слов на 1 катушку;
Способ представления информации: числа с фиксированной и плавающей запятой, алфавитно-цифровая информация в 6-разрядном коде М-2 (6 символов в ячейке,
знаковый разряд не используется);
Диапазон представления чисел:
- с фиксированной запятой: 0 ? |x| < 1
- с плавающей запятой: 0,5421010·10-19 - 0,9223372·1019;
Скорость ввода информации:
Быстродействие: порядка 56 тысяч операций/сек;
Время выполнения основных операций:
- сложение двух двоичных 37-разрядных чисел с фиксированной запятой: 12 мксек;
- сложение двух двоичных 37-разрядных чисел с плавающей запятой: 75 мксек;
- умножение двух двоичных 37-разрядных чисел с плавающей запятой: 200 мксек;
Программное обеспечение
Для Минск-22 было разработано достаточно богатое, по меркам того времени, программное обеспечение:
- библиотеки стандартных программ (БСП-63 или БСП-67);
система символического кодирования (ЯСК);
- автокод для решения инженерных задач "АКИ";
- транслятор с языка АЛГЭК (типа КОБОЛ);
- транслятор с языка АЛГОЛ (МЭИ-3);
- транслятор с языка ФОРТРАН;
Для установки "Минск-22" на нижней палубе, в центральной части судна выделялось помещение площадью около 50 кв. метров. Это был вычислительный центр. Нужен ли он был? Ведь можно обрабатывать собранную в рейсе информацию на берегу, по окончании очередного рейса. Да, безусловно, нужен! Для успешного проведения исследований необходима обратная связь между проведением измерений тех или иных параметров океана или атмосферы, их оперативного анализа и корректировки последующих измерений и методики того или иного эксперимента. Оперативная обработка данных не могла проводиться без ЭВМ - слишком большой объем получаемых многочисленных параметров, характеризующих состояние той или иной среды (океана и/или атмосферы). Посмотрим это на таком примере.
Исследование реакции океана на воздействие тайфуна
Экспедиция "Тайфун-75". Об эмоциональной части этой экспедиции можно также почитать на указанном выше сайте. Здесь я опишу методику проведения исследования реакции океана на воздействие тайфуна "Тэсс" (7508), которую нельзя было бы реализовать без ЭВМ. На рис. 1 приведена схема гидрологических разрезов "следа" тайфуна.
Рис 1. Схема гидрологических разрезов в следе тайфуна "Тэсс".
Здесь: 1 - гидрологические станции; 2 - траектория тайфуна.
Первоначально было запланировано выполнять гидрологические измерения (станции) через 30 миль до глубины 500 метров. Но после обработки данных на ЭВМ первых 4-х станций всех судов (участвовало 5 судов, т.е.20 станций) стало ясно, что характерные пространственные масштабы изменчивости температуры воды и ее солености существенно меньше, чем дискретность проведения измерений. Пришлось скорректировать "Программу", и измерения стали проводить через 10 миль.
Поскольку термохалинный "след" на поверхности воды визуально не виден, то продолжительность разрезов определялась по данным построения карты температуры поверхности океана (ТПО). А для этого необходимо было строить карту практически в реальном масштабе времени. Без ЭВМ такую карту получить нельзя. Аномалии температуры воды, вызванные тайфуном, прослеживались во всей 500-метровой толще верхнего слоя. Поэтому на обратных разрезах четырьмя судами (А'А', C'C', B'B' и E'E') станции выполнялись до глубины 1000 метров. Пятое судно (судно погоды "Волна") выполняло измерения температуры воды самого верхнего слоя океана до глубины 50-60 метров с высоким разрешением как по глубине, так и по самому параметру (точность измерения температуры составляла 0.02 градуса С) с помощью "термотрала" вдоль траектории тайфуна. В результате этих исследований была получена трехмерная картина аномалий температуры воды в следе тайфуна "Тэсс".
В качестве иллюстрации на рис 2 приведена полученная таким образом карта температуры воды на поверхности океана после прохождения тайфуна.
Рис 2. Карта ТПО в следе тайфуна "Тэсс" (7508).
Здесь: 1-траектория тайфуна; 2-маршрут "Волны" с термотралом.
По 3-мерным аномалиям были рассчитаны потери тепла верхнего слоя океана при прохождении тайфуна. Эти уникальные данные позволили рассчитать коэффициенты тепло - и влагообмена океана с атмосферой в тайфуне. Полученные коэффициенты уже можно было включать в численные модели взаимодействия океана и атмосферы при больших скоростях ветра. Что и было сделано в зарубежных численных моделях.
Вопрос: нужна ли ЭВМ на НИС, я думаю, снимается этим примером. Конечно, были такие Программы, как например, "Разрезы", в которых подобная обратная
связь не обязательна. Данные можно было по радиоканалу передавать на берег, где и проходила их обработка.
