Tentang Apollo Guidance Computer

Salah satu prestasi paling menonjol dari abad ke-20 adalah pendaratan manusia di bulan pada 20 Juli 1969. Penggunaan teknologi komputasi untuk sampai ke sana sering disinggung, tetapi jenis hardware dan software apakah yang diperlukan?

Sejumlah besar daya komputasi dalam bentuk mainframe dan minicomputer melakukan misi penting-perencanaan perhitungan di tanah sebelum, selama, dan setelah perjalanan. Yang kurang terkenal adalah kisah kotak 70-lb sirkuit terpadu dan panel kontrol terpasang secara real-time guidance dan kontrol dan yang berfungsi sebagai penghubung untuk para astronot turun ke permukaan bulan. Perakit di Raytheon gedung pengujian modul AGC (Apollo Guidance Computer).

Apollo Guidance Computer (AGC) dibangun oleh Raytheon dan digunakan sekitar 4000 sirkuit terpadu diskrit dari Semi konduktor Fairchild. Hampir satu dekade pembangunan proyek, AGC dimulai sebagai sebuah proyek penelitian di Lab Instrumentasi MIT di Cambridge, Massachusetts. Laboratorium adalah rumah bagi para ahli terkemuka di dunia dalam bimbingan dan kontrol, di mana Polaris dan program rudal bimbingan Poseidon dikembangkan. Namun, sampai Apollo, semua perhitungan untuk persamaan gerak dalam sistem ini dilakukan oleh komputer analog. Pada April 1961, NASA kontrak dengan MIT untuk mempelajari kelayakan dari suatu sistem kontrol digital untuk program Apollo.

Pada saat itu, sirkuit terpadu yang sederhana (mungkin sebuah gerbang AND atau dua per chip) dan yang sangat mahal – Texas Instruments, misalnya, menjual IC tersebut kepada militer untuk sekitar masing-masing $1000. Seperti begitu banyak proyek, belakang mengungkapkan kompleksitas tidak dihargai pada saat itu. Eldon Hall, desainer utama dari AGC, mencatat bahwa jika mereka “… tahu apa yang mereka pelajari nanti, atau memiliki satu set lengkap spesifikasi telah tersedia … mereka mungkin akan menyimpulkan bahwa tidak ada solusi dengan teknologi awal tahun enam puluhan.

Meskipun demikian, tim bekerja pada persyaratan perhitungan misi umum (disimulasikan pada mainframe dan mini) pada saat yang sama sebagai pengembangan IC mengakibatkan dramatis (bahkan kemudian) perbaikan dalam biaya, fungsi, dan kehandalan. Pada tahun 1964, ketika Philco-Ford terpilih untuk memasok IC, harga telah turun menjadi $25 perbuah. Rope Core Memory AGC menggunakan bentuk unik dari Read Only Memory (ROM) yang dikenal sebagai “Rope Core Memory” untuk menyimpan program operasi. Teknologi ini merupakan turunan dari memori inti magnetik tetapi bekerja dengan cara yang sedikit berbeda: bukan magnetizing inti individu searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam untuk menyimpan 1 atau 0, Rope Core Memory diperlakukan masing-masing inti sebagai inti transformator dalam matriks kabel diskrit. Kabel berjalan melalui inti menyimpan 1, mereka melewati inti mewakili 0. Interaksi dengan AGC adalah melalui DSKY (Display Keyboard), atau disebut “diskey,” di mana astronot menggunakan benda + sintaks verba. Kata benda dan kata kerja yang dimasukkan menggunakan tabel lookup yang silang kata tertentu dengan nilai numerik. Sebuah entri khas sehingga mungkin: DISPLAY + VELOCITY atau LOAD + ANGLE. Sistem berjalan eksekutif yang ditangani (biasanya) sekitar 40 proses konkuren dan membolehkan adanyan gangguan dari berbagai sistem sensor serta inputan astronot. Hal itu mampu digagalkan dengan baik, dimana selama keturunan lunar sebagai subsistem radar mulai mengirim data terlalu banyak untuk itu. Hal itu juga cukup kuat untuk menangani serangan petir saat Apollo 12 berada di landasan peluncuran sesaat sebelum lepas landas.

Datangnya pengembangan Perangkat Lunak Rekayasa Perangkat Lunak berlangsung pada sebuah komputer mini Honeywell 1.800 yang berjalan pada sepersepuluh kecepatan real-time dari AGC. Seperti di setiap modul pada AGC adalah “ditaruh,” yaitu, dicelupkan ke dalam senyawa epoxy tahan air untuk melindungi dalam ruang, ada tekanan besar pada tim perangkat lunak untuk secara khusus didedikasikan untuk bebas dari kesalahan pembangunan. Sayangnya, ada beberapa prosedur untuk memastikan konsistensi dan tim software MIT sedang belajar baik dari coding dan aspek perangkat lunak manajemen proyek pada pekerjaan. Konsep “Rekayasa Perangkat Lunak,” diciptakan pada tahun 1968-baik ke program-berusaha untuk menerapkan konsep rekayasa hardware untuk coding. Secara khusus, konsep “siklus hidup” perangkat lunak (definisi, desain, coding, pengujian, pemeliharaan) hanya muncul sebagai paradigma di NASA untuk memproduksi perangkat lunak keandalan tinggi yang diharapkan dalam suatu sistem di mana kehidupan manusia sedang dipertaruhkan. Bahkan saat Apollo 11 awak-Armstrong, Aldrin, dan Collins-duduk di landasan peluncuran, “dokumentasi” hanya ada pada daftar program AGC tersendiri.

Tentang Apollo Guidance Computer

Apollo Guidance Computer (AGC) adalah sebuah komputer digital yang diproduksi untuk program Apollo yang dipasang onboard pada setiap Apollo Command Module (CM) dan Lunar Module (LM). AGC mendukung perhitungan dan antarmuka elektronik untuk bimbingan, navigasi, dan kontrol dari pesawat ruang angkasa. AGC memiliki word length sebesar 16-bit, dengan 15 bit data dan satu bit paritas. Sebagian besar perangkat lunak pada AGC disimpan dalam read only memory (ROM) khusus yang dikenal sebagai cope rope memory yang dibentuk oleh tenun kabel melalui core magnet, meskipun sejumlah kecil baca-tulis core memory disediakan.

Astronot dikomunikasikan dengan AGC menggunakan tampilan numerik dan tombol yang disebut DSKY (Display Keyboard). AGC dan antarmuka pengguna DSKY yang dikembangkan pada awal 1960-an untuk program Apollo oleh Laboratorium Instrumentasi MIT. AGC penting untuk menjadi salah satu sirkuit terintegrasi berbasis komputer yang pertama.

Operasi

Setiap penerbangan ke Bulan (dengan pengecualian dari Apollo 8, yang tidak mengambil Lunar Modul pada misi orbit lunar-nya) memiliki dua AGC, masing-masing dalam Command Modul (CM) dan Lunar Module (LM). AGC di Command Modul berada di pusat bimbingan bahwa pesawat ruang angkasa dan sistem navigasi (G & C). AGC di Modul Lunar dijalankan pada Apollo PGNCS (Primary Guidance, Navigation and Control System), atau disingkat pings.

Setiap misi lunar memiliki dua komputer tambahan, yang pertama yaitu Launch Vehicle Digital Computer (LVDC) pada Saturnus V penguat instrumentasi cincin, yang kedua adalah Abort Guidance System (AGS) dari Lunar Module, yang akan digunakan dalam hal kegagalan LM PGNCS. AGS dapat digunakan untuk lepas landas dari Bulan, dan bertemu dengan Command Module, tetapi tidak termasuk saat mendarat.

Desain dari Apollo Guidance Computer

AGC dirancang di Laboratorium Instrumentasi MIT di bawah pengawasan Charles Stark Draper, dengan desain hardware yang dipimpin oleh Eldon C. Hall. Awal karya arsitektur berasal dari JH Laning Jr, Albert Hopkins, Ramon Alonso, dan Hugh Blair-Smith. Hardware penerbangan itu dibuat oleh Raytheon, yang Herb Thaler juga di tim arsitektur.

Komputer penerbangan Apollo merupakan komputer pertama yang menggunakan sirkuit terpadu (IC) . Sementara Blok I versi yang digunakan 4.100 IC, masing-masing berisi satu 3-masukan gerbang NOR , Blok II nanti (yang digunakan dalam penerbangan berawak) versi digunakan IC 2.800, masing-masing dengan dua masukan 3-NOR gerbang. IC, dari Fairchild Semi konduktor, yang dilaksanakan dengan menggunakan resistor-transistor logika (RTL) dalam paket datar. Mereka terhubung melalui bungkus kawat, dan kabel itu kemudian tertanam di plastik epoxy. Penggunaan satu jenis IC (yang NOR3 ganda) di seluruh AGC menghindari masalah yang mendera lain desain IC komputer awal, Minuteman II guidance computer, yang menggunakan campuran dioda-transistor logika dan gerbang logika dioda.

Komputer tersebut memiliki 2.048 words magnetic core memory yang dapat dihapus dan 36 kilowords dari  read-only core rope memory. Keduanya memiliki waktu siklus 11,72 mikro-detik. Word length dari memori sebesar 16 bit: 15 bit data dan 1 aneh- bit paritas . CPU  – internal 16-bit format word adalah 14 bit data, 1 overflow bit, dan 1 bit tanda.

Antarmuka dari DSKY

User interface ke AGC adalah DSKY, berdiri untuk display dan keyboard yang biasanya disebut dengan dis-key. Antarmuka ini memiliki sebuah array dari lampu indikator, menampilkan numerik dan keyboard kalkulator. Perintah yang dimasukkan adalah numerik, sebagai dua-digit angka: Verb, dan Noun. Verb menggambarkan jenis tindakan yang akan dilakukan dan Noun ditentukan mana data yang dipengaruhi oleh tindakan ditentukan oleh perintah Verb. Pada tahun 2009, DSKY yang dijual dalam lelang publik yang diselenggarakan oleh Heritage Auctions sebesar $ 50.788.

Software Apollo Guidance Computer

AGC software ditulis dalam bahasa assembly AGC dan disimpan di rope memory. Ada sistem operasi real-time sederhana yang terdiri dari Exec, penjadwalan pekerjaan batch sistem yang bisa bekerja hingga delapan ‘pekerjaan’ pada waktu menggunakan multi-tasking kooperatif (tiap pekerjaan harus menyerahkan kontrol kembali ke Exec secara berkala kemudian diperiksa apakah ada pekerjaan yang menunggu dengan prioritas yang lebih tinggi). Ada juga komponen interrupt-driven yang disebut daftar tunggu yang bisa menjadwalkan beberapa ‘tugas’ time-driven. Tugasnya berupa jalur eksekusi pendek yang bisa menjadwal ulang untuk re-eksekusi pada daftar tunggu, atau bisa memulai operasi lagi dengan memulai ‘pekerjaan’ dengan Exec tersebut.

AGC juga memiliki interpreter perangkat lunak yang canggih, yang dikembangkan oleh MIT, yang menerapkan mesin virtual dengan lebih kompleks dan mampu melakukan pseudo-instruction dari AGC asli. Instruksi ini disederhanakan oleh program navigasi. Rata-rata pseudo-instruction yang dibutuhkan sekitar 24 ms untuk mengeksekusi. Assembler dan kontrol versi sistem, bernama YUL ditegakkan transisi yang tepat antara kode asli dan diinterpretasikan.

Satu set interrupt-driven rutinitas user interface yang disebut Pinball menyediakan keyboard dan jasa tampilan untuk pekerjaan dan tugas-tugas berjalan pada AGC. Satu set banyak diakses pengguna secara rutin yang diberikan untuk membiarkan operator (astronot) menampilkan isi dari lokasi memori berbagai oktal atau desimal dalam kelompok 1, 2, atau 3 register pada suatu waktu rutinitas monitor yang disediakan sehingga operator bisa melakukan tugas secara berkala dan menampilkan kembali isi dari lokasi memori tertentu. Pekerjaan apat dimulai. Secara berkala Pinball melakukan setara dengan shell UNIX.

Sebagian besar perangkat lunak pada read-only rope memory tidak bisa diubah dalam operasi, tetapi beberapa bagian penting dari perangkat lunak yang disimpan dalam standar read-write magnetic core memory dan bisa ditimpa oleh astronot menggunakan antarmuka DSKY, seperti yang dilakukan pada Apollo 14 .

 Aplikasi di Luar Apollo

AGC membentuk dasar dari sebuah percobaan sistem fly-by-wire yang terinstal menjadi Crusader F-8 untuk menunjukkan kepraktisan komputer driven FBW. AGC yang digunakan dalam tahap pertama program tersebut diganti dengan komputer lain pada fase kedua, dan penelitian yang dilakukan pada program ini menyebabkan perkembangan sistem fly-by-wire untuk Space Shuttle. AGC juga memimpin, meskipun tidak langsung, untuk sistem fly-by-wire untuk generasi pejuang yang sedang dikembangkan pada saat itu. AGC juga digunakan untuk Angkatan Laut Amerika Serikat,  Deep Submergence Rescue Vehicle.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s