Он основан на подходе, используемом в семействе мэйнфреймов System/360 , члены которого предназначались для использования во многих различных пользовательских приложениях. (Это выражено в названии: в сфере 4 π стерадиана , как в круге 360 градусов . [2] ) Раньше для каждого аэрокосмического приложения проектировались специальные компьютеры, что было чрезвычайно затратно.
Модели
System/4 Pi состояла из базовых моделей: [3] [4]
Модель TC (Тактический Компьютер) [5] [6] — компьютер размером с портфель для таких приложений, как наведение ракет, вертолетов, спутников и подводных лодок. Вес: около 18 фунтов (8,2 кг)
Модель CP (индивидуальный процессор/ценовые характеристики) [7] [8] — процессор среднего уровня для таких приложений, как навигация самолетов, доставка оружия, радиолокационная корреляция и мобильные боевые системы. Вес: всего 80 фунтов (36 кг) [9]
Модель CP-2 (цена-производительность – модель 2), вес 47 фунтов (21 кг) [10]
Модель EP (Extended Performance) [11] [12] — крупномасштабный процессор данных для приложений, требующих обработки больших объемов данных в реальном времени, таких как пилотируемые космические корабли, бортовые системы предупреждения и управления, а также системы управления и контроля. Вес: 75 фунтов (34 кг)
Соединения системы/360
Соединения с System/360: [13]
Основные массивы хранения данных System/4 Pi были собраны из базовых плоскостей, которые представляли собой военизированные версии тех, что использовались в компьютерах IBM System/360.
Программное обеспечение было и для 360, и для 4 Pi.
Модель EP использовала подмножество инструкций IBM System/360 [14] (Модель 44) [15] - пользовательские программы можно было проверять в System/360.
Использование
На космической станции «Скайлэб» использовалась модель TC-1 [ 16] , которая имела длину слова 16 бит и 16 384 слова памяти со специальным узлом ввода/вывода. [17]
АП-101
AP-101, являющийся топовой моделью линейки System/4 Pi, имеет общую архитектуру с мэйнфреймами System /360 . [18] Он имеет 16 32-битных регистров и использует микропрограмму для определения набора команд из 154 инструкций. Первоначально для адресации памяти было доступно только 16 бит; позже это было расширено четырьмя битами из регистра слова состояния программы , что позволило напрямую адресовать диапазон памяти в 1 М ячеек. Этот компьютер авионики использовался в американских космических кораблях «Шаттл» , бомбардировщиках B-52 и B-1B [18] и других самолетах. Это переработанная версия АП-1, используемого в истребителе F-15 . [19] На момент проектирования это был высокопроизводительный конвейерный процессор с памятью на магнитных сердечниках . Хотя сегодня его характеристики превосходят большинство современных микропроцессоров , для своего времени он считался высокопроизводительным, поскольку мог обрабатывать 480 000 инструкций в секунду (0,48 MIPS; по сравнению с 7 000 инструкций в секунду (0,007 MIPS) компьютера, используемого на космическом корабле Gemini. , в то время как самые современные микропроцессоры по состоянию на 2020 год были способны выполнять более 2 000 000 MIPS). [18] Она оставалась на вооружении космического корабля «Шаттл», потому что работала, была сертифицирована для полетов, а разработка новой системы была бы слишком дорогой. [20] Космические шаттлы AP-101 были дополнены стеклянной кабиной .[обновлять]
Бомбардировщик B-1B использует сеть из восьми компьютеров модели AP-101F . [21]
Полупроводниковая плата памяти от компьютера общего назначения IBM AP-101S Space Shuttle.
AP -101B, первоначально использовавшийся в «Шаттле», имел память на магнитном сердечнике. В модернизации AP -101S в начале 1990-х годов использовалась полупроводниковая память . [22] Каждый AP-101 на шаттле был соединен с процессором ввода-вывода (IOP), состоящим из одного главного контроллера последовательностей (MSC) и 24 элементов управления шиной (BCE). MSC и BCE выполняли программы из той же системы памяти, что и основной ЦП, разгружая управление системой последовательной шины данных Шаттла с ЦП.
На «Спейс шаттле» в качестве компьютеров общего назначения (GPC) использовались пять компьютеров AP-101 . Четыре работали синхронно в целях резервирования, а пятый представлял собой резервное программное обеспечение, написанное независимо. Программное обеспечение наведения, навигации и управления «Шаттла» было написано на HAL/S , специальном языке программирования высокого уровня , в то время как большая часть операционной системы и служебного программного обеспечения низкого уровня была написана на языке ассемблера . AP-101, используемые ВВС США, в основном запрограммированы на JOVIAL , подобно системе, установленной на бомбардировщике B-1B. [23]
Рекомендации
^ IBM 1967, стр. 1-3 (9).
^ IBM 1967, Предисловие, стр. iii/iv (6).
^ IBM 1967.
^ Бедфорд, ДП; Маркарян, Х.; Плешкох, Нидерланды (март 1967 г.). «Приложение E: ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЬЮТЕРА СИСТЕМЫ 4 Pi». Исследование управляющих компьютеров систем управления и стабилизации гироскопа момента управления. Том I — Инженерное дело . Модель ТС и СР-2. стр. Е-1 – Е-21 (126–147).
^ IBM 1967, Раздел 2: Модель TC, стр. 2-1 - 2-13/2-14 (20-32).
^ Обзор IBM, Модель TC, стр. -2-13 (1-16).
^ IBM 1967, Раздел 3: Модель CP, стр. 3-1–3-9/3-10 (33-41).
^ Обзор IBM, Модель CP, стр. -3-15 (17-35).
^ Обзор IBM, Модель CP, стр. 3 (23).
^ Обзор IBM, Модель CP-2, стр. -2-13 (36-51).
^ IBM 1967, Раздел 4: Модель EP, стр. 4-1 - 4-13/4-14 (42-54).
^ «Совместимость 1.1 System/360 и Совместимость 2.2 System/360» . Инженерное описание System/4 Pi: Модель EP . Овего, штат Нью-Йорк: Подразделение федеральных систем IBM. 1966. стр. 1, 4–5 (6, 9–10).
^ Обзор IBM, Модель EP: Краткое изложение, стр. 2 (56).
↑ Дженкинс, Деннис (5 апреля 2001 г.). «Передовая автоматизация транспортных средств и компьютеры на борту шаттла». Домашняя страница истории НАСА . НАСА . Проверено 27 октября 2013 г.
^ "Космическая станция Скайлэб". eoПортал . ЕКА . Проверено 27 октября 2013 г.
^ abc «Компьютеры в космических полетах: опыт НАСА». www.hq.nasa.gov . Глава четвертая — Компьютеры в системе авионики космического корабля «Шаттл» — Конфигурация оборудования DPS . Проверено 15 ноября 2018 г.
^ Компьютеры в космических полетах: опыт НАСА - Глава четвертая - Компьютеры в системе авионики космического корабля "Шаттл"
↑ Росси, Бен (18 июля 2011 г.). «Шаттл: ИТ-наследие НАСА». Информационный век.
^ Стормонт, ДП; Велган, Р. (23–27 мая 1994 г.). «Управление рисками при модернизации компьютера B-1B». Материалы Национальной конференции по аэрокосмической и электронике (NAECON'94) . Том. 2. С. 1143–1149. дои : 10.1109/NAECON.1994.332913. ISBN0-7803-1893-5. S2CID 109575632.
^ Норман, П. Гленн (1987), «Новый универсальный компьютер (GPC) AP101S для космического корабля «Шаттл», IEEE Proceedings , 75 (3): 308–319, Bibcode : 1987IEEEP..75..308N, doi :10.1109/PROC.1987.13738, S2CID 19179436
↑ Рад сгладить переход ВВС США на Аду. (язык обработки)
Библиография
Томайко, Джеймс Э. (1988). «3. Компьютерная система Skylab §3.2 Аппаратное обеспечение». Компьютеры в космических полетах: опыт НАСА . НТРС 19880069935, НАСА-CR-182505.
Олсен, ПФ; Р. Дж. Орранж (сентябрь 1981 г.). «Системы реального времени для федеральных приложений: обзор значительных технологических разработок». Журнал исследований и разработок IBM . 25 (5): 405–416. дои : 10.1147/rd.255.0405.
Вандлинг, Гилберт К. (февраль 1975 г.). «Организация микропрограммного аэрокосмического компьютера». Компьютерный дизайн . 14 (2): 65–72. ISSN 0010-4566. ОСЛК 1134857535.
Техническое описание компьютеров IBM System/4 Pi. Овего, штат Нью-Йорк: Подразделение федеральных систем IBM. 1967 год . Проверено 27 октября 2013 г.
