Kis lépés egy embernek, de nagy lépés az informatikának

Hamarosan 50 éves évfordulóját ünnepeljük az emberiség egyik nagy kalandjának, ekkor lépett ember egy idegen égitest talajára. A közelgő évforduló alkalmából megnézzük milyen informatikai megoldások, számítógépek segítették, vagy éppen hátráltattak a nagy küldetést. Hogyan fejlődtek a fedélzeti számítógépek az űrhajózás kezdete óta addig, hogy részesei lehessenek a Holdra szállásnak, illetve kik voltak azok a mérnökök, programozók akik munkája nélkül másként alakult volna a történelem.

Transcript

1. Kis lépés egy embernek, de nagy lépés az informatikának Árvai László
2. 50 éves a Holdraszállás • 1969 július 16 – Start
3. 50 éves a Holdraszállás • 1969 július 16 – Start • 1969 július 21 – Holdra lépés
4. 50 éves a Holdraszállás • 1969 július 16 – Start • 1969 július 21 – Holdra lépés • 1969 július 24 – Visszatérés
5. 50 éves a Holdraszállás Apollo 11 Neil Armstrong Michael Collins Edwin „Buzz” Aldrin
6. Rakétatechnológia évszámokban 1943: V-2 1946 október 24 •Magasság: 14,30 m •Tolóerő: 250 kN •Tömeg: 12 927 kg •Maximális sebesség: 5630 km/h •Irányítás: giroszkóp + analóg vezérlés
7. Rakétatechnológia évszámokban 1943: V-2 1961: Mercury-Redstone •Magasság: 25,41 m •Tolóerő: 350 kN •Tömeg: 30000 kg •Maximális sebesség: 8340 km/h •Irányítás: giroszkóp + analóg vezérlés •1961 május 5: Első emberes repülés, Alan Shepard •1961 július 21: Második emberes repülés: Gus Grissom
8. Rakétatechnológia évszámokban 1943: V-2 1961: Mercury-Redstone 1962: Mercury-Atlas •Magasság: 25 m •Tolóerő: 1500 kN •Tömeg: 116000 kg •Maximális sebesség: 28234 km/h •Irányítás: rádió + digitális számítógép IBM 7090 •1962 február 20: Első keringés: John Glenn
9. IBM 7090 • 1959 december: Első üzembe helyezett számítógép • 36 bithosszúság • 32768 címtartomány • 100kflop/s • 50000 diszkrét tranzisztor
10. Apollo-Saturn rendszer
11. Fedélzeti számítógépek • Saturn Launch Vehicle Digital Computer (Saturn V) • Apollo Guidance Computer (CM) • Abort Guidance System (LM) • Primary Guidance, Navigation and Control System (LM)
12. Launch Vehicle Digital Computer • 12190 utasítás/s • 14 bit memóriaszélesség (13+paritás) • 4096 szó írható, maximum 32768 szó • Tripla redundáns, többségi szavazásos rendszer • 32.9kg súly, 137W fogyasztás • IBM
13. Abort Guidance System • 4096 szó memória (2048 írató/olvasható, 2048 csak olvasható) • 18 bit adatszélesség (17+előjel) • Kettes komplemens és fixpontos adattípus • 14.83kg súly, 90W fogyasztás • TRW
14. Apollo Guidance System Feladatai • Navigáció (Föld-Hold) • Orientáció • Holdra le- és felszállás • Saturn V LVDC feladatainak átvétele vészhelyzetben • Valós idejű adatmegjelenítés (0.5s frissítés) • Multiprogramozás (7 feladat folyamatosan 6-8 várakozó)
15. AGC Felépítése • Fairchild logikai áramkörökből „Micrologic” chip • Két, hárombenetű NOR kapu tokonként (Ellenállás tranzisztor logika)
16. AGC Adatai • 36K (16-bit) ROM memória (core rope) • 2K (16-bit) RAM • 2800 Micrologic chip • 85000 utasítás/s • 31kg, 70W teljesítményfelvétel
17. AGC Használata I. • DSKY – Display and Keyboard • Három adatkijelző “registers” • Parancsok bevitele “Verb-Noun” formátumban • “Verb”: Művelet Adat megjelenítés, adatbevitel, program változtatás • “Noun”: Adat Sebesség, szőg, idő
18. AGC Használata II. • 45 Program, 80 „verb”, 90 „Nouns” • Példa: A következő hajtómű bekapcsolási idő • Verb 06, Noun 33, Enter – Verb 06: Decimális adat megjelenítése – Noun 33: Gyújtási idő – Vége Enter lenyomással • Jelölés: V06N33E óra perc másodperc
19. AGC Perifériái
20. Program memória • 36 kword • 15 bit adat + 1 bit paritás • Core Rope Memory • LOL Memory (Little Old Lady)
21. Program • A „szoftware freeze” 10 hónappal az indulás előtt • A memória 3-4 hónappal az indulás előtt beépítésre került • Git-en elérhető: https://github.com/chrislgarry/Apollo-11 Margaret Hamilton
22. AGC program végrehajtás • Multiprogramozható • Prioritás alapú ütemezés • Megszakítás vezérelt • Valós idejű „OS” • Több folyamat párhuzamosan – 7 párhuzamos hosszú folyamat – Egy rövid, időérzékeny folyamat, 6 várkozó
23. AGC események • Apollo 11 – 100% CPU kihasználtság a véletlenül bekapcsolt randevú radar miatt – Néhány másodperc alatt újraindult a rendszer, megőrizve a irányításhoz szükséges adatokat • Apollo 14 – Meghivásodott „Abort” kapcsoló – 2 óra alatt elkészült a hibajavítás, lediktálták az űrhajósoknak, a küldetést folytatódott
24. Apollo 17 "Miközben megteszem az utolsó lépést, amivel az ember elhagyja a Hold felszínét, hogy hazatérjünk egy kicsit – hitünk szerint nem túl hosszú időre – szeretnék valamit mondani, amit remélem a történelem megőriz. Amerika kihívása az emberi sors holnapjában edződött. És ahogy itthagyjuk a Holdat, a Taurus-Littrow völgyét, távozunk, ahogy jöttünk, Isten segedelmével, miképp vissza is kell térjünk, békével és az egész emberiség reményével. Jó utat, Apollo–17!" Eugene Cernan 1972. December 19