Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje, prieš tai, kai NASA ketino eiti į Mėnulį ar prireikė kompiuterio, kad ten patektų, MIT prietaisų laboratorija suprojektavo ir pastatė mažą zondo prototipą, kuris, jų manymu, vieną dieną skris į Marsą (iš dalies perskaitykite foną) 1 šios istorijos čia). Šis mažas zondas navigacijai naudojo nedidelį, pradinį bendrosios paskirties kompiuterį, pagrįstą balistinių raketų, povandeninių laivų ir orlaivių inercinėmis sistemomis, kurias laboratorija suprojektavo ir pagamino kariuomenei nuo Antrojo pasaulinio karo.
Prietaisų laboratorijos žmonės manė, kad jų „Mars Probe“ koncepcija, ypač navigacijos sistema, sudomins tuos, kurie yra įsitraukę į naujus planetos tyrinėjimo veiksmus, tokius kaip JAV oro pajėgos ir reaktyvinio varymo laboratorija. Bet kai MIT laboratorija kreipėsi į juos, nė vienas subjektas nesidomėjo. Karinės oro pajėgos pasitraukė iš kosminio verslo, o JPL planavo valdyti savo planetinį erdvėlaivį, naudodamas navigaciją iš didžiojo „Goldstone“ ryšio indo Mojave dykumoje. 26 metrų radiolokacinis indas buvo pastatytas sekti ankstyvuosius robotizuotus „Pioneer“ zondus.
Oro pajėgos ir JPL pasiūlė laboratorijai pasikalbėti su naujai suformuota NASA organizacija.
Laboratorijos nariai aplankė Hugh Drydeną, NASA administratoriaus pavaduotoją Vašingtone ir Robertą Chiltoną, kuris vadovavo NASA skrydžių dinamikos skyriui Langley tyrimų centre. Abu vyrai manė, kad laboratorija atliko labai puikų dizainą, ypač orientavimo kompiuteryje. NASA nusprendė skirti laboratorijai 50 000 USD, kad tęstų šios koncepcijos tyrimus.
Vėliau buvo surengtas laboratorijos vadovo dr. Charleso Starko Draperio ir kitų NASA vadovų susitikimas, kuriame buvo aptarti įvairūs NASA numatyti tolimojo plano planai ir tai, kaip laboratorijos projektai gali tilpti į žmonių pilotuojamą erdvėlaivį. Po kelių susitikimų buvo nuspręsta, kad sistemą turėtų sudaryti universalus skaitmeninis kompiuteris su astronautų valdymo elementais ir ekranais, kosminis sekstantas, inercinis orientavimo įtaisas su giroskopais ir akselerometrais bei visa pagalbinė elektronika. Visose šiose diskusijose visi sutiko, kad kosmonautas turėtų vaidinti vaidmenį eksploatuodamas erdvėlaivį, o ne tik būti kartu. Ir visiems NASA žmonėms ypač patiko autonominės navigacijos galimybės, nes buvo baimė, kad Sovietų Sąjunga gali trikdyti ryšius tarp JAV erdvėlaivio ir žemės, keldama pavojų kosmonautų misijai ir gyvybei.
Bet tada gimė projektas „Apollo“. Prezidentas Johnas F. Kennedy 1961 m. Balandžio mėn. Pateikė iššūkį NASA nusileisti Mėnulyje ir saugiai grįžti į Žemę - viskas dar iki dešimtmečio pabaigos. Vos po vienuolikos savaičių, 1961 m. Rugpjūčio mėn., Buvo pasirašyta pirmoji „Apollo“ sutartis su MIT prietaisų laboratorija, kad būtų sukurta orientavimo ir navigacijos sistema.
„Mes buvome sudarę sutartį“, - sakė „LLab“ inžinierius Dickas Battinas, kuris buvo „Mars Probe“ projektavimo komandos dalis, „bet… mes net neįsivaizdavome, kaip mes ketiname atlikti šį darbą, išskyrus išbandyti modelį po„ Mars “. zondas. “
„Apollo Guidance Computer (AGC)“ dalis yra ta, kad kai kurias specifikacijas, išvardytas laboratorijos 11 puslapių pasiūlyme, iš esmės ištraukė iš plono oro „Doc Draper“. Dėl to, kad trūksta geresnių skaičių - ir žinodamas, kad reikės tilpti į erdvėlaivį, jis teigė, kad jis svers 100 svarų, bus 1 kubinio dydžio ir sunaudos mažiau nei 100 vatų galios.
Bet tuo metu apie bet kurį kitą „Apollo“ komponentą ar kosminį laivą buvo žinoma labai nedaug specifikacijų, nes nebuvo leista sudaryti jokių kitų sutarčių, o NASA dar nebuvo nusprendusi dėl jo metodo (tiesioginis pakilimas, Žemės Orbita Rendezvoutas ar Mėnulio Orbita Rendezvovas) ir erdvėlaivių tipai, norint patekti į „TheMoon“.
„Mes pasakėme:„ Mes nežinome, koks tai darbas, bet mes turime šį kompiuterį. Mes jį dirbsime, bandysime išplėsti, padarysime viską, ką galime “, - sakė Battin. . „Bet tai buvo vienintelis kompiuteris, kurį turi bet kuris asmuo, galintis atlikti šį darbą ... kad ir koks jis būtų“.
Battinas prisiminė, kaip iš pradžių skrydžio į Mėnulį pasirinkimas buvo Žemės orbitos susipažinimas, kai įvairios erdvėlaivio dalys bus paleidžiamos iš Žemės ir sujungtos Žemės orbita ir skristų į Mėnulį bei visą žemę. Bet galiausiai laimėjo mėnulio orbitos susitikimo koncepcija - kur nusileidžiančioji žemė atsiskirs nuo komandos modulio ir nusileis Mėnulyje.
„Taigi, kai tai įvyko, iškilo klausimas:… ar mums reikia visiškai naujos ir kitokios mėnulio modulio orientavimo sistemos, nei turime komandos moduliui?“ - tarė Battinas. „Ką mes su tuo darysime? Įtikinome NASA, kad abiejuose erdvėlaiviuose būtų naudojama ta pati [kompiuterinė] sistema. Jie vykdo skirtingas užduotis, tačiau mes galėtume į mėnulio modulį įdėti sistemos kopiją. Taigi tai mes padarėme “.
Ankstyvasis „Apollo Guidance Computer“ (AGC) koncepcinis darbas vyko greitai, Battinui ir jo grupėms Miltui Trageseriui, Halui Laningui, Davidui Hoagui ir Eldonui Hallui parengus bendrą valdymo, navigacijos ir valdymo konfigūraciją.
Nurodymai reiškė plaukiojančios priemonės judėjimo nukreipimą, o navigacija - kiek įmanoma tiksliau nustatant esamą vietą būsimos kelionės tikslo atžvilgiu. Valdymas reiškia transporto priemonės judesių nukreipimą, o erdvėje - kryptis, susijusius su jos padėtimi (posūkio kampas, žingsnis ir riedėjimas) arba greičiu (greitis ir kryptis). MIT kompetencija buvo orientuota į orientavimą ir navigaciją, o NASA inžinieriai, ypač tie, kurie turėjo darbo su „Mercury Project“ patirties, pabrėžė rekomendacijas ir kontrolę. Taigi, abu subjektai kartu kūrė manevrus, kurių prireiks remiantis giroskopų ir akselerometrų duomenimis, ir tai, kaip manevrus padaryti kompiuterio ir programinės įrangos dalimi.
„MIT Instrumentation Lab“ vienas didžiausių „Apollo Guidance Computer“ rūpesčių buvo patikimumas. Kompiuteris būtų erdvėlaivio smegenys, bet kas, jei nepavyktų? Kadangi atleidimas buvo žinomas pagrindinės patikimumo problemos sprendimas, „The Lab“ žmonės pasiūlė įtraukti į kompiuterį du kompiuterius, o vieną - kaip atsarginę. Tačiau Šiaurės Amerikos aviacija - bendrovė, kurianti „Apollo“ vadovybės ir tarnybos modulius - turėjo savo rūpesčių, atitinkančių svorio reikalavimus. Šiaurės Amerika greitai suprato, kad reikia dviejų kompiuterių dydžio ir vietos, ir NASA sutiko.
Kita padidėjusio patikimumo idėja buvo tai, kad erdvėlaivyje būtų atsarginių elektros grandinių plokštės ir kiti moduliai, kad astronautai galėtų atlikti „techninę priežiūrą“, pakeisdami sugedusias dalis, būdami kosmose. modulio įdėjimas ir atsarginės plokštės įdėjimas artėjant prie Mėnulio atrodė apsimestinis - nors ši galimybė gana ilgai buvo apgalvota.
„Mes pasakėme:„ Mes tiesiog padarysime šį kompiuterį patikimą “, - prisiminė Battinas. „Šiandien jūs būsite išmesti iš programos, jei sakysite, kad ketinate ją sukurti taip, kad ji nepavyktų. Bet tai mes padarėme “.
1964 m. Rudenį laboratorija pradėjo kurti patobulintą AGC versiją, daugiausia siekdama patobulintos technologijos. Vienas iš sudėtingiausių „Apollo“ misijos aspektų buvo realiojo laiko skaičiavimo kiekis, reikalingas norint nukreipti erdvėlaivį į Mėnulį ir atgal. Kai inžinieriai laboratorijoje pirmą kartą pradėjo projektą, kompiuteriai vis dar rėmėsi analogine technologija. Analoginiai kompiuteriai nebuvo greiti ar pakankamai patikimi misijai į Mėnulį.
Integriniai grandynai, kurie buvo ką tik išrasti 1959 m., Dabar buvo pajėgesni, patikimesni ir mažesni; jie galėtų pakeisti ankstesnius dizainus, naudojant pagrindines tranzistorių grandines, užimdami apie 40 procentų mažiau vietos. Kai MIT laimėjo AGC sutartį 1961 m., Tobulėjant technologijoms, jie jautėsi įsitikinę, kad laikas iki pirmojo „Apollo“ skrydžio leis padidinti patikimumą ir, tikiuosi, sumažinti išlaidas. Priėmus šį sprendimą, AGC tapo vienu iš pirmųjų kompiuterių, naudojančių integruotas grandines, ir netrukus daugiau nei du trečdaliai viso JAV išleistų mikroschemų buvo panaudota kuriant „Apollo“ kompiuterio prototipus.
Švino vaizdo antraštė: ankstyva integruota grandinė, vadinama „Fairchild 4500a“ integruota grandine. Paveikslėlio mandagumas: Draperis.
Nepaisant to, kad pradėjo keistis daugelis kompiuterinės aparatūros dizaino elementų, septintojo dešimtmečio viduryje iškilo nerimastinga problema: atmintis. Originaliame dizaine, paremtame „Mars Probe“, buvo vos 4 kilobitai žodžių iš fiksuotos atminties ir 256 trintini žodžiai. Kai NASA pridėjo daugiau „Apollo“ programos aspektų, atminties poreikis vis augo iki 10 K, po to iki 12, 16, 24 ir galiausiai iki 36 kilobitų fiksuotosios atminties ir 2 K ištaisyti.
Labo sukurta sistema buvo vadinama pagrindine virvių atmintimi, o programinė įranga buvo kruopščiai sukurta naudojant nikelio lydinio vielą, austą per mažus magnetinius „spurgus“, kad būtų sukurta neištrinama atmintis. Kompiuterių ir nulių kalba, jei jis buvo vienas, bėgo per spurgas; jei jis buvo nulis, viela bėgo aplink jį. Vienam atminties komponentui prireikė pusės mylios vielos, austos per 512 magnetinių šerdžių, pluoštų. Viename modulyje būtų galima saugoti daugiau nei 65 000 informacijos vienetų.
Pagrindinio lyno atminimo konstravimo procesą Battinas pavadino LOL metodu.
- Mažos senutės, - tarė jis. „Raytheon gamyklos moterys tiesiogine to žodžio prasme įtrauks programinę įrangą į šią pagrindinę virvę.“
Nors moterys pirmiausia audė audimą, jos nebūtinai buvo senos. „Raytheon“ įdarbino daugybę buvusių tekstilės darbininkų, įgudusių audti, kuriems reikėjo laikytis išsamių nurodymų, kad būtų galima pinti laidus.
Kai pirmą kartą buvo kuriami atminties virvės prisiminimai, procesas buvo gana daug darbo reikalaujantis: dvi moterys sėdėjo viena nuo kitos ir rankomis pynė laidų srautą per mažus magnetinius šerdelius, stumdami zondo su viela pritvirtintą iš vienos pusės kitam. Iki 1965 m. Vėl buvo įdiegtas mechaniškesnis vielų audimo būdas, paremtas tekstilės mašinomis, naudojamomis Naujosios Anglijos audimo pramonėje. Tačiau vis dėlto procesas buvo labai lėtas ir vienos programos audimas gali užtrukti keletą savaičių ar net mėnesių, o išbandyti prireikė daugiau laiko. Bet kokios klaidos audžiant reiškė, kad teks perdaryti. Komandos modulio kompiuteryje buvo šeši pagrindinių virvių modulių rinkiniai, o mėnulio modulio kompiuteryje - septyni.
Iš viso kompiuteryje buvo maždaug 30 000 dalių. Kiekvienas komponentas bus išbandytas elektros energija ir išbandytas. Bet koks gedimas reikalavo komponento atmetimo.
„Nepaisant to, kad atmintis buvo patikima, - sakė Battinas, - NASA nepatiko tai, kad labai anksti reikėjo nuspręsti, kokia bus kompiuterio programa. Jie paklausė mūsų: „O kas būtų, jei būtų paskutinės minutės pokytis?“, Ir mes pasakėme, kad paskutinės minutės pokyčių negalime turėti. Bet kada norite pakeisti atmintį, reiškia mažiausiai šešių savaičių pertrauką. Kai NASA pasakė, kad tai yra netoleruotina, mes jiems pasakėme: „Na, štai, šis kompiuteris yra, ir nėra jokio kito tokio kompiuterio, kurį galėtum naudoti“.
Projektuojant ir statant visą techninę įrangą, iškilo sunkumų, kadangi darbas vyko AGC per 1965 m. Ir 1966 m., Tačiau išsiskyrė dar vienas aspektas: programinės įrangos programavimas. Tai tapo pagrindine kompiuterio problema, laikantis terminų ir specifikacijų.
Visas programavimas iš esmės buvo atliekamas tais, kurie buvo numatyti nuliniu lygiu, programavimo kalbų programavimas. Kurdami programinę įrangą sudėtingesnėms užduotims atlikti, programinės įrangos inžinieriai turėjo sugalvoti išradingus būdus, kaip pritaikyti kodą atminties apribojimams. Ir, be abejo, nė vienas iš šių padarinių nebuvo padarytas anksčiau, bent jau iki tokio masto ir sudėtingumo lygio. Šiuo metu AGC gali tekti suderinti keletą užduočių iš karto: paimti nuskaitymus iš radaro, apskaičiuoti trajektoriją, atlikti klaidų pataisas giroskopuose, nustatyti, kuriuos sraigtus reikia išvesti, taip pat perduoti duomenis NASA antžeminėms stotims ir imti naujus įvadus iš theastronautų. .
Hal Laningas sugalvojo tai, ką jis vadino vykdomąja programa, pagal kurią užduotims buvo priskiriami skirtingi prioritetai ir leista aukšto prioriteto užduotims miegoti prieš žemas prioritetines užduotis. Kompiuteris galėjo paskirstyti atmintį skirtingoms užduotims ir sekti, kur buvo nutraukta užduotis.
„Lab“ programinės įrangos komanda pradėjo sąmoningai kurti programinę įrangą su prioritetine planavimo galimybe, kuri galėtų identifikuoti svarbiausias komandas ir leisti joms veikti netrukdant nuo mažiau svarbių komandų.
Tačiau 1965 m. Rudenį NASA tapo akivaizdu, kad „Apollo“ kompiuteris patyrė rimtų problemų, nes programų kūrimas smarkiai atsiliko nuo grafiko. NASA nelabai įvertino tai, kad palyginti nežinomas kiekis, vadinamas „programine įranga“, gali atidėti visą „Apollo“ programą.
Kitas: 3 dalis, viską išsiaiškinant.
