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Sistema IBM/4 Pi

La computadora de uso general del transbordador espacial IBM AP-101S es miembro de la familia System/4 Pi.

El IBM System/4 Pi es una familia de computadoras de aviónica utilizadas, en varias versiones, en el caza F-15 Eagle , el E-3 Sentry AWACS, el Harpoon Missile , el Skylab de la NASA , MOL y el transbordador espacial , así como en otros aviones. El desarrollo comenzó en 1965 y las entregas en 1967. [1]

Desciende del enfoque utilizado en la familia de computadoras mainframe System/360 , en la que los miembros de la familia estaban destinados a ser utilizados en muchas aplicaciones de usuario variadas. (Esto se expresa en el nombre: hay 4 π estereorradiánes en una esfera, así como hay 360 grados en un círculo. [2] ) Anteriormente, se habían diseñado computadoras personalizadas para cada aplicación aeroespacial, lo cual era extremadamente costoso.

Modelos

System/4 Pi constaba de modelos básicos: [3] [4]

Conexiones sistema/360

Conexiones con System/360: [13]

Usos

La estación espacial Skylab empleó el modelo TC-1 , [16] que tenía una longitud de palabra de 16 bits y 16.384 palabras de memoria con un conjunto de entrada/salida personalizado. [17]

AP-101

El AP-101, al ser el tope de gama de la gama System/4 Pi, comparte su arquitectura general con los mainframes System/360 . [18] Tiene 16 registros de 32 bits y utiliza un microprograma para definir un conjunto de instrucciones de 154 instrucciones. Originalmente sólo estaban disponibles 16 bits para direccionar la memoria; Posteriormente, esto se amplió con cuatro bits del registro de palabras de estado del programa , lo que permitió un rango de memoria direccionable directamente de 1 M de ubicaciones. Esta computadora de aviónica se ha utilizado en el transbordador espacial estadounidense , los bombarderos B-52 y B-1B , [18] y otras aeronaves. Es una versión reempaquetada del AP-1 utilizado en el caza F-15 . [19] Cuando se diseñó, era un procesador canalizado de alto rendimiento con memoria de núcleo magnético . Si bien hoy en día sus especificaciones son superadas por la mayoría de los microprocesadores modernos , se consideraba de alto rendimiento para su época ya que podía procesar 480.000 instrucciones por segundo (0,48 MIPS; en comparación con las 7.000 instrucciones por segundo (0,007 MIPS) de la computadora utilizada en la nave espacial Gemini. , mientras que los microprocesadores de primera línea a partir de 2020 eran capaces de realizar más de 2.000.000 MIPS). [18] [20] Permaneció en servicio en el transbordador espacial porque funcionaba, estaba certificado para vuelo y desarrollar "un nuevo sistema habría sido demasiado costoso". [21] Los transbordadores espaciales AP-101 se complementaron con tecnología de cabina de vidrio .

El bombardero B-1B emplea una red de ocho ordenadores modelo AP-101F . [22]

Tarjeta de memoria semiconductora de una computadora de uso general del transbordador espacial IBM AP-101S.

El AP-101B utilizado originalmente en el Shuttle tenía memoria de núcleo magnético. La actualización del AP-101S a principios de la década de 1990 utilizó memoria semiconductora . [23] Cada AP-101 en el Shuttle estaba acoplado con un procesador de entrada-salida (IOP), que constaba de un controlador de secuencia maestro (MSC) y 24 elementos de control de bus (BCE). El MSC y el BCE ejecutaron programas desde el mismo sistema de memoria que la CPU principal, descargando el control del sistema de bus de datos en serie del Shuttle desde la CPU.

El transbordador espacial utilizó cinco computadoras AP-101 como computadoras de propósito general (GPC). Cuatro funcionaban sincronizados, para lograr redundancia, mientras que el quinto era un software de respaldo escrito de forma independiente. El software de guía, navegación y control del Shuttle fue escrito en HAL/S , un lenguaje de programación de alto nivel de propósito especial , mientras que gran parte del sistema operativo y el software de utilidad de bajo nivel fueron escritos en lenguaje ensamblador . Los AP-101 utilizados por la Fuerza Aérea de EE. UU. están programados principalmente en JOVIAL , como el sistema que se encuentra en el bombardero B-1B. [24]

Referencias

  1. ^ IBM 1967, pag. 1-3 (9).
  2. ^ IBM 1967, Prólogo, pág. iii/iv (6).
  3. ^ IBM 1967.
  4. ^ Bedford, DP; Markarian, H.; Pleszkoch, NL (marzo de 1967). "Apéndice E: CARACTERÍSTICAS DE LA COMPUTADORA DEL SISTEMA 4 Pi". Estudio de ordenadores de control para sistemas de control de estabilidad giroscópica y momento de control. Volumen I - Ingeniería . Modelo TC y CP-2. págs. E-1 - E-21 (126-147).
  5. ^ IBM 1967, Sección 2: Modelo TC, págs. 2-1 - 2-13/2-14 (20-32).
  6. ^ Descripción general de IBM, modelo TC, págs. -2-13 (1-16).
  7. ^ IBM 1967, Sección 3: Modelo CP, págs. 3-1 - 3-9/3-10 (33-41).
  8. ^ Descripción general de IBM, modelo CP, págs. -3-15 (17-35).
  9. ^ Descripción general de IBM, modelo CP, p. 3 (23).
  10. ^ Descripción general de IBM, modelo CP-2, págs. -2-13 (36-51).
  11. ^ IBM 1967, Sección 4: Modelo EP, págs. 4-1 - 4-13/4-14 (42-54).
  12. ^ Descripción general de IBM, modelo EP, págs. -2-18 (52-72).
  13. ^ IBM 1967, págs. 1-7, 1-12 - 1-13/1-14, 4-3 (13, 18-19, 44).
  14. ^ "Compatibilidad del sistema 1.1/360 y compatibilidad del sistema 2.2/360". Descripción de Ingeniería System/4 Pi: Modelo EP . Owego, Nueva York: División de Sistemas Federales de IBM. 1966. págs. 1, 4-5 (6, 9-10).
  15. ^ Descripción general de IBM, modelo EP: resumen, p. 2 (56).
  16. ^ Jenkins, Dennis (5 de abril de 2001). "Automatización avanzada de vehículos y computadoras a bordo del transbordador". Página de inicio de la historia de la NASA . NASA . Consultado el 27 de octubre de 2013 .
  17. ^ "Estación espacial Skylab". eoPortal . ESA . Consultado el 27 de octubre de 2013 .
  18. ^ abc "Computadoras en vuelos espaciales: la experiencia de la NASA". www.hq.nasa.gov . Capítulo cuatro - Computadoras en el sistema de aviónica del transbordador espacial - La configuración del hardware DPS . Consultado el 15 de noviembre de 2018 .
  19. ^ Computadoras en vuelos espaciales: la experiencia de la NASA - Capítulo cuatro - Computadoras en el sistema de aviónica del transbordador espacial
  20. ^ Marco Chiappetta (7 de febrero de 2020). "Revisión de AMD Threadripper 3990X: desatada una bestia multiproceso de 64 núcleos". Hardware caliente. Archivado desde el original el 18 de marzo de 2020 . Consultado el 22 de marzo de 2020 .
  21. ^ Rossi, Ben (18 de julio de 2011). "El transbordador: el legado de TI de la NASA". Edad de información.
  22. ^ Stormont, DP; Welgan, R. (23 a 27 de mayo de 1994). "Gestión de riesgos para la actualización del ordenador B-1B". Actas de la Conferencia Nacional Aeroespacial y Electrónica (NAECON'94) . vol. 2. págs. 1143-1149. doi :10.1109/NAECON.1994.332913. ISBN 0-7803-1893-5. S2CID  109575632.
  23. ^ Norman, P. Glenn (1987), "La nueva computadora de uso general (GPC) AP101S para el transbordador espacial", IEEE Proceedings , 75 (3): 308–319, Bibcode : 1987IEEEP..75..308N, doi :10.1109/PROC.1987.13738, S2CID  19179436
  24. ^ Jovial para facilitar el cambio de la Fuerza Aérea de EE. UU. a Ada. (lenguaje de procesamiento)

Bibliografía

enlaces externos


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