Komputery, komputery … czego używali astronauci?

Dzisiejsze komputery można wziąć pod pachę, schować do plecaka lub w ekstremalnych przypadkach schować do kieszeni. Procesory czterordzeniowe to już standard. Ba! W telefonach komórkowych stosowane są układy z dwoma rdzeniami. Wszystkie one mają moc obliczeniową, która pozwala na prowadzenie setek przeliczeń w ułamku sekundy. A zastanawialiście się kiedyś, jaki komputer wspierał astronautów przy pierwszych lotach w Kosmos?

Neil Armstrong wylądował na Księżycu prawie 44 lata temu. Jego komputer miał procesor, który taktował z częstotliwością 1.024 MHz. Dziś na takim komputerze nie uruchomilibyśmy żadnej aplikacji. Tymczasem 40 lat temu, był to cud techniki. Super nowoczesny procesor, przeznaczony dla pojazdów kosmicznych i z kosmiczną ceną. 
Komputer zamontowany na statku Armstronga to Apollo Guidance Computer (AGC) wyposażony w pamięć o pojemności 74kB. Dziś minimum stosowane w komputerach to 1 GB (tablety, smartfony) i 2 GB (komputery stacjonarne). Tymczasem pamięć wykorzystywana w AGC to toroidalne rdzenie ferrytowe splatane ręcznie. Dziś nikt już nie bawiłby się w taką manufakturę, a kiedyś … była to najnowsza technologia.

Prawdziwym osiągnięciem AGC było to, że pozwalał na uruchomienie kilku zadań na raz oraz to, że pozwalał na ich priorytetowanie. Między innymi ta cecha komputera spowodowała, że misja Apollo 11 nie zakończyła się tragicznie. Mało kto wie, że podczas lądowania modułu księżycowego, błąd sprzętowy jednego z radarów lądownika spowodował przekazanie do komputera olbrzymiej ilości danych do przeliczenia. Spowodowało to przeciążenie systemu oraz uruchomiło szereg alarmów ostrzegających załogę i kontrolerów. Sytuacja została opanowana dzięki priorytetom, które były nadawane poszczególnym obliczeniom. System operacyjny zwolnił wystarczająco dużo mocy obliczeniowej, by zakończyć obliczenia potrzebne do wylądowania.

Astronauci z Apollo 11 wprowadzali do AGC dane przy pomocy DSKY (display i keyboard - z liter tych dwóch pojęć powstała wspólna nazwa DSKY – interfejsu wyposażonego w klawiaturę i wyświetlacz). Komendy składały się z par czasowników i rzeczowników, które miały przypisane odpowiednie numery. Było to znacznie wygodniejsze od wcześniej stosowanych komputerów, dla których programy przygotowywano na specjalnych perforowanych kartach. Odpowiednio wycięte otwory informowały komputer, jaką procedurę uruchomić oraz jakie zmienne przyjąć do obliczeń.

Jak wyglądała praca z DSKY? Trzeba było nacisnąć klawisz "Verb", poprzedzony liczbą, która korespondowała z określonym zadaniem, które miał wykonać komputer lub urządzenie peryferyjne komputera. W celu wprowadzenia danych użytkownik naciskał klawisz "Noun" z odpowiednią liczbą.

Zastosowany w Apollo 11 komputer miał również inne zalety. Prosta konstrukcja zapewniała prostą obsługę, a więc minimalizowała zjawisko błędu. Zgodnie z zasadą – bardziej złożone urządzenie, wymaga więcej elementów, więcej elementów to większe ryzyko błędu – NASA chciałaby komputer w statku kosmicznym był jak najprostszy. Do dziś niektóre wojskowe samoloty są wyposażane w jak najprostsze układy.
Czy da się porównać moce obliczeniowe komputera z Apollo 11 z dzisiejszym komputerem? Może to być ciężkie, z uwagi na różne technologie i różne zapotrzebowanie na dane. Przykładowo, łazik Asimov zbudowany przez zespół X Prize wykorzystuje GPU Nvida Tesla, którego szybkość zegara mierzy się w GigaFLOP-ach. Komputer wykorzystywany jest do tego samego co AGC – obliczeń związanych z lądowanie łazika na powierzchni Księżyca. Z kolei stacje kontroli naziemnej wykorzystują GPU do analizowania danych zebranych przez czujniki Asimova i do dekompresji przekazu wideo z kamer o wysokiej rozdzielczości zamontowanych na łaziku.

Nie da się jednak ukryć, że to właśnie rozwój technologii kosmicznej wpłynął na rozwój komputerów i to co dziś mamy, zawdzięczamy właśnie m.in. Apollo Guidance Computer.
Niemniej, jak się popatrzy na panel komputera i pomyśli co robią dziejesz komputery (i jak często aplikacje się wywalają), trudno uwierzyć, że byli ludzie, którzy z takim sprzętem odważyli się polecieć ku gwiazdom …

• poprz.
• nast.