Komputer Digital Kenderaan Pelancaran (LVDC) memainkan peranan penting dalam program bulan Apollo, memacu roket Saturn 5. Seperti kebanyakan komputer pada masa itu, ia menyimpan data dalam teras magnet yang kecil. Dalam artikel ini, Cloud4Y bercakap tentang modul memori LVDC daripada deluxe Steve Jurvetson.
Modul memori ini telah ditambah baik pada pertengahan 1960-an. Ia dibina menggunakan komponen pelekap permukaan, modul hibrid dan sambungan fleksibel, menjadikannya susunan magnitud yang lebih kecil dan lebih ringan daripada memori komputer konvensional pada masa itu. Walau bagaimanapun, modul memori dibenarkan untuk menyimpan hanya 4096 perkataan 26 bit.
Modul memori teras magnetik. Modul ini menyimpan 4K perkataan daripada 26 bit data dan 2 bit pariti. Dengan empat modul memori yang memberikan jumlah kapasiti sebanyak 16 perkataan, beratnya 384 kg dan berukuran 2,3 cm Γ 14 cm Γ 14 cm.
Pendaratan di bulan bermula pada 25 Mei 1961, apabila Presiden Kennedy mengumumkan bahawa Amerika akan meletakkan seorang lelaki di bulan sebelum akhir dekad. Untuk ini, roket Saturn 5 tiga peringkat telah digunakan, roket paling berkuasa pernah dicipta. Zuhal 5 dikawal dan dikawal oleh komputer (di sini tentang dia) peringkat ketiga kenderaan pelancar, bermula dari berlepas ke orbit Bumi, dan kemudian dalam perjalanan ke Bulan. (Kapal angkasa Apollo sedang berpisah dari roket Saturn V pada ketika ini, dan misi LVDC telah selesai.)
LVDC dipasang dalam bingkai asas. Penyambung bulat boleh dilihat pada bahagian hadapan komputer. Menggunakan 8 penyambung elektrik dan dua penyambung untuk penyejukan cecair
LVDC hanyalah satu daripada beberapa komputer di atas Apollo. LVDC disambungkan ke sistem kawalan penerbangan, komputer analog 45 kg. Apollo Guidance Computer (AGC) di atas kapal memandu kapal angkasa ke permukaan bulan. Modul arahan mengandungi satu AGC manakala modul lunar mengandungi AGC kedua bersama-sama dengan sistem navigasi Abort, komputer kecemasan ganti.
Terdapat beberapa komputer di atas kapal Apollo.
Peranti Logik Unit (ULD)
LVDC dicipta menggunakan teknologi hibrid yang menarik dipanggil ULD, peranti beban unit. Walaupun ia kelihatan seperti litar bersepadu, modul ULD mengandungi beberapa komponen. Mereka menggunakan cip silikon ringkas, setiap satu dengan hanya satu transistor atau dua diod. Tatasusunan ini, bersama-sama dengan perintang bercetak filem tebal bercetak, dipasang pada wafer seramik untuk melaksanakan litar seperti get logik. Modul-modul ini adalah varian daripada modul SLT () direka untuk komputer siri IBM S/360 yang popular. IBM mula membangunkan modul SLT pada tahun 1961, sebelum litar bersepadu berdaya maju secara komersial, dan menjelang 1966, IBM telah menghasilkan lebih 100 juta modul SLT setahun.
Modul ULD jauh lebih kecil daripada modul SLT, seperti yang dilihat dalam foto di bawah, menjadikannya lebih sesuai untuk komputer ruang padat. Modul ULD menggunakan pad seramik dan bukannya pin logam dalam SLT, dan mempunyai sesentuh logam di bahagian atas permukaan bukannya pin. Klip pada papan memegang modul ULD pada tempatnya dan disambungkan ke pin ini.
Mengapakah IBM menggunakan modul SLT dan bukannya litar bersepadu? Sebab utama ialah litar bersepadu masih di peringkat awal, telah dicipta pada tahun 1959. Pada tahun 1963, modul SLT mempunyai kelebihan kos dan prestasi berbanding litar bersepadu. Walau bagaimanapun, modul SLT sering dilihat sebagai lebih rendah daripada litar bersepadu. Salah satu kelebihan modul SLT berbanding litar bersepadu ialah perintang dalam SLT adalah lebih tepat berbanding dengan litar bersepadu. Semasa pembuatan, perintang filem tebal dalam modul SLT disembur pasir dengan berhati-hati untuk mengeluarkan filem perintang sehingga mereka mencapai rintangan yang dikehendaki. Modul SLT juga lebih murah daripada litar bersepadu setanding pada tahun 1960-an.
LVDC dan peralatan berkaitan menggunakan lebih 50 jenis ULD yang berbeza.
Modul SLT (kiri) jauh lebih besar daripada modul ULD (kanan). Saiz ULD ialah 7,6mmΓ8mm
Foto di bawah menunjukkan komponen dalaman modul ULD. Di sebelah kiri plat seramik terdapat konduktor yang disambungkan kepada empat kristal silikon persegi kecil. Ia kelihatan seperti papan litar, tetapi perlu diingat bahawa ia jauh lebih kecil daripada kuku. Segi empat tepat hitam di sebelah kanan ialah perintang filem tebal yang dicetak di bahagian bawah plat.
ULD, pandangan atas dan bawah. Kristal silikon dan perintang kelihatan. Walaupun modul SLT mempunyai perintang di permukaan atas, modul ULD mempunyai perintang di bahagian bawah, yang meningkatkan ketumpatan serta kos.
Foto di bawah menunjukkan acuan silikon daripada modul ULD, yang melaksanakan dua diod. Saiznya luar biasa kecil, sebagai perbandingan, terdapat kristal gula berdekatan. Kristal itu mempunyai tiga sambungan luaran melalui bola tembaga yang dipateri kepada tiga bulatan. Dua bulatan bawah (anod dua diod) telah didop (kawasan yang lebih gelap), manakala bulatan kanan atas ialah katod yang disambungkan ke pangkalan.
Gambar hablur silikon dua diod bersebelahan dengan hablur gula
Bagaimana memori teras magnet berfungsi
Memori teras magnetik adalah bentuk utama penyimpanan data dalam komputer dari tahun 1950-an sehingga ia digantikan oleh peranti storan keadaan pepejal pada tahun 1970-an. Memori dicipta daripada cincin ferit kecil yang dipanggil teras. Gelang ferit diletakkan dalam matriks segi empat tepat dan dua hingga empat wayar melalui setiap gelang untuk membaca dan menulis maklumat. Cincin membenarkan satu bit maklumat disimpan. Teras telah dimagnetkan menggunakan nadi arus melalui wayar yang melalui gelang ferit. Arah magnetisasi satu teras boleh diubah dengan menghantar nadi ke arah yang bertentangan.
Untuk membaca nilai teras, nadi semasa meletakkan cincin dalam keadaan 0. Jika teras sebelum ini berada dalam keadaan 1, medan magnet yang berubah-ubah mencipta voltan dalam salah satu wayar yang mengalir melalui teras. Tetapi jika teras sudah dalam keadaan 0, medan magnet tidak akan berubah dan wayar deria tidak akan meningkat dalam voltan. Jadi nilai bit dalam teras dibaca dengan menetapkan semula kepada sifar dan memeriksa voltan pada wayar baca. Ciri penting ingatan pada teras magnet ialah proses membaca cincin ferit memusnahkan nilainya, jadi teras itu perlu "ditulis semula".
Adalah menyusahkan untuk menggunakan wayar berasingan untuk menukar kemagnetan setiap teras, tetapi pada tahun 1950-an, memori ferit telah dibangunkan yang berfungsi berdasarkan prinsip kebetulan arus. Litar empat wayarβX, Y, Sense, Inhibitβtelah menjadi perkara biasa. Teknologi ini mengeksploitasikan sifat istimewa teras yang dipanggil histeresis: arus kecil tidak menjejaskan memori ferit, tetapi arus di atas ambang akan memmagnetkan teras. Apabila ditenagakan dengan separuh daripada arus yang diperlukan pada satu garisan X dan satu garisan Y, hanya teras di mana kedua-dua garisan bersilang menerima arus yang mencukupi untuk mengmagnetkan semula, manakala teras yang lain kekal utuh.
Inilah rupa memori IBM 360 Model 50. LVDC dan Model 50 menggunakan jenis teras yang sama, dikenali sebagai 19-32 kerana diameter dalamnya ialah 19 mil (0.4826 mm) dan diameter luarnya ialah 32 mil (0,8 mm). Anda boleh melihat dalam foto ini bahawa terdapat tiga wayar yang mengalir melalui setiap teras, tetapi LVDC menggunakan empat wayar.
Foto di bawah menunjukkan satu susunan memori LVDC segi empat tepat. 8 Matriks ini mempunyai 128 wayar X berjalan secara menegak dan 64 wayar Y berjalan secara mendatar, dengan teras di setiap persimpangan. Satu wayar baca berjalan melalui semua teras selari dengan wayar-Y. Wayar tulis dan wayar menghalang berjalan melalui semua teras selari dengan wayar X. Wayar bersilang di tengah-tengah matriks; ini mengurangkan hingar teraruh kerana bunyi dari satu separuh membatalkan bunyi dari separuh lagi.
Satu matriks memori ferit LVDC yang mengandungi 8192 bit. Sambungan dengan matriks lain dilakukan melalui pin di luar
Matriks di atas mempunyai 8192 elemen, setiap satu menyimpan satu bit. Untuk menyimpan perkataan ingatan, beberapa matriks asas telah ditambah bersama, satu untuk setiap bit dalam perkataan. Wayar X dan Y menyelinap melalui semua matriks utama. Setiap matriks mempunyai garis baca yang berasingan dan baris menghalang tulis yang berasingan. Memori LVDC menggunakan timbunan 14 matriks asas (di bawah) menyimpan "suku kata" 13-bit bersama-sama dengan bit pariti.
Timbunan LVDC terdiri daripada 14 matriks utama
Menulis kepada memori teras magnet memerlukan wayar tambahan, yang dipanggil garisan perencatan. Setiap matriks mempunyai satu garisan perencatan yang mengalir melalui semua teras di dalamnya. Semasa proses menulis, arus melalui garisan X dan Y, mengmagnetkan semula gelang yang dipilih (satu setiap satah) untuk menyatakan 1, mengekalkan semua 1 dalam perkataan. Untuk menulis 0 pada kedudukan bit, garisan itu ditenagakan dengan separuh arus yang bertentangan dengan garis X. Akibatnya, teras kekal pada 0. Oleh itu, garisan menghalang tidak membenarkan teras bertukar kepada 1. Mana-mana yang dikehendaki perkataan boleh ditulis ke ingatan dengan mengaktifkan baris menghalang yang sepadan.
Modul memori LVDC
Bagaimanakah modul memori LVDC dibina secara fizikal? Di tengah-tengah modul memori adalah timbunan 14 susunan memori feromagnetik yang ditunjukkan sebelum ini. Ia dikelilingi oleh beberapa papan dengan litar untuk memacu wayar X dan Y dan garisan menghalang, garis bacaan bit, pengesanan ralat dan menjana isyarat jam yang diperlukan.
Secara umum, kebanyakan litar berkaitan memori adalah dalam logik komputer LVDC, bukan dalam modul memori itu sendiri. Khususnya, logik komputer mengandungi daftar untuk menyimpan alamat dan perkataan data dan menukar antara bersiri dan selari. Ia juga mengandungi litar untuk membaca daripada garisan bit baca, semakan ralat dan jam.
Modul memori menunjukkan komponen utama. MIB (Multilayer Interconnection Board) ialah papan litar bercetak 12 lapisan
Papan pemacu memori Y
Satu perkataan dalam memori teras dipilih dengan menghantar baris X dan Y masing-masing melalui timbunan papan utama. Mari kita mulakan dengan menerangkan litar pemacu Y dan cara ia menghasilkan isyarat melalui salah satu daripada 64 garisan Y. Daripada 64 litar pemacu yang berasingan, modul ini mengurangkan bilangan litar dengan menggunakan 8 pemacu "tinggi" dan 8 pemacu "rendah". Ia berwayar dalam konfigurasi "matriks", jadi setiap gabungan pemacu tinggi dan rendah memilih baris yang berbeza. Oleh itu, 8 pemandu "tinggi" dan 8 "rendah" memilih salah satu daripada 64 (8 Γ 8) garis Y.
Papan pemacu Y (depan) memacu garisan pilihan Y dalam timbunan papan
Dalam foto di bawah anda boleh melihat beberapa modul ULD (putih) dan sepasang transistor (emas) yang memacu garisan pilihan Y. Modul "EI" ialah jantung pemandu: ia membekalkan nadi voltan malar (E ) atau melepasi nadi arus malar (I) melalui garis pemilihan. Talian pilih dikawal dengan mengaktifkan modul EI dalam mod voltan pada satu hujung talian dan modul EI dalam mod semasa di hujung yang lain. Hasilnya ialah nadi dengan voltan dan arus yang betul, mencukupi untuk mengmagnetkan semula teras. Ia memerlukan banyak momentum untuk membalikkannya; nadi voltan ditetapkan pada 17 volt, dan arus antara 180 mA hingga 260 mA bergantung pada suhu.
Foto makro papan pemacu Y menunjukkan enam modul ULD dan enam pasang transistor. Setiap modul ULD dilabelkan dengan nombor bahagian IBM, jenis modul (contohnya, "EI") dan kod yang tidak diketahui maksudnya
Papan ini juga dilengkapi dengan modul monitor ralat (ED) yang mengesan apabila lebih daripada satu talian pilih Y diaktifkan pada masa yang sama. Modul ED menggunakan penyelesaian separa analog mudah: ia menjumlahkan voltan input menggunakan rangkaian perintang. Jika voltan yang terhasil melebihi ambang, kunci dicetuskan.
Di bawah papan pemacu adalah tatasusunan diod yang mengandungi 256 diod dan 64 perintang. Matriks ini menukarkan 8 pasang isyarat atas dan 8 bawah daripada papan pemacu kepada 64 sambungan talian Y yang berjalan melalui timbunan papan utama. Kabel fleksibel di bahagian atas dan bawah papan menyambungkan papan ke tatasusunan diod. Dua kabel lentur di sebelah kiri (tidak kelihatan dalam foto) dan dua bar bas di sebelah kanan (satu kelihatan) menyambungkan matriks diod kepada tatasusunan teras. Kabel lentur yang kelihatan di sebelah kiri menyambungkan papan Y ke seluruh komputer melalui papan I/O, manakala kabel lentur kecil di bahagian bawah sebelah kanan bersambung ke papan penjana jam.
Papan Pemacu Memori X
Susun atur untuk memacu garisan X adalah sama dengan skema Y, kecuali terdapat 128 baris X dan 64 baris Y. Oleh kerana terdapat dua kali lebih banyak wayar X, modul ini mempunyai papan pemacu X kedua di bawahnya. Walaupun papan X dan Y mempunyai komponen yang sama, pendawaian adalah berbeza.
Papan ini dan yang di bawahnya mengawal X baris yang dipilih dalam timbunan papan teras
Foto di bawah menunjukkan bahawa beberapa komponen telah rosak pada papan. Salah satu transistor disesarkan, modul ULD dipecahkan kepada separuh, dan yang lain terputus. Pendawaian boleh dilihat pada modul yang rosak, bersama dengan salah satu kristal silikon kecil (kanan). Dalam foto ini, anda juga boleh melihat kesan trek konduktif menegak dan mendatar pada papan litar bercetak 12 lapisan.
Gambar dekat bahagian papan yang rosak
Di bawah papan pemacu X adalah matriks diod X yang mengandungi 288 diod dan 128 perintang. Tatasusunan X-diod menggunakan topologi yang berbeza daripada papan Y-diod untuk mengelakkan menggandakan bilangan komponen. Seperti papan diod Y, papan ini mengandungi komponen yang dipasang secara menegak antara dua papan litar bercetak. Kaedah ini dipanggil "cordwood" dan membolehkan komponen dibungkus dengan ketat.
Foto makro tatasusunan diod X menunjukkan diod kayu kord yang dipasang secara menegak antara 2 papan litar bercetak. Dua papan pemandu X terletak di atas papan diod, dipisahkan daripadanya oleh busa poliuretana. Sila ambil perhatian bahawa papan litar bercetak adalah sangat rapat antara satu sama lain.
Penguat Memori
Foto di bawah menunjukkan papan penguat bacaan. Mempunyai 7 saluran untuk membaca 7 bit daripada timbunan memori; papan yang sama di bawah mengendalikan 7 bit lagi untuk jumlah 14 bit. Tujuan penguat deria adalah untuk mengesan isyarat kecil (20 milivolt) yang dijana oleh teras boleh magnet semula dan mengubahnya menjadi output 1-bit. Setiap saluran terdiri daripada penguat pembezaan dan penimbal, diikuti oleh pengubah pembezaan dan pengapit keluaran. Di sebelah kiri, kabel lentur 28 wayar bersambung ke timbunan memori, membawa dua hujung setiap wayar deria ke litar penguat, bermula dengan modul MSA-1 (Penguat Deria Memori). Komponen individu ialah perintang (silinder coklat), kapasitor (merah), transformer (hitam), dan transistor (emas). Bit data keluar dari papan penguat deria melalui kabel fleksibel di sebelah kanan.
Papan penguat bacaan di bahagian atas modul memori. Papan ini menguatkan isyarat daripada wayar deria untuk mencipta bit output
Tulis Pemacu Talian Halangan
Pemacu menghalang digunakan untuk menulis ke memori dan terletak di bahagian bawah modul utama. Terdapat 14 garisan menghalang, satu untuk setiap matriks pada tindanan. Untuk menulis 0 bit, pemacu kunci yang sepadan diaktifkan dan arus melalui garisan menghalang menghalang teras daripada bertukar kepada 1. Setiap baris didorong oleh modul ID-1 dan ID-2 (tulis pemacu baris menghalang) dan sepasang daripada transistor. Perintang ketepatan 20,8 ohm di bahagian atas dan bawah papan mengawal arus penyekat. Kabel lentur 14-wayar di sebelah kanan menghubungkan pemacu ke 14 wayar menghalang dalam timbunan papan teras.
Papan perencatan di bahagian bawah modul memori. Papan ini menjana 14 isyarat menghalang yang digunakan semasa rakaman
Memori pemacu jam
Pemacu jam ialah sepasang papan yang menjana isyarat jam untuk modul memori. Sebaik sahaja komputer memulakan operasi memori, pelbagai isyarat jam yang digunakan oleh modul memori dijana secara tak segerak oleh pemacu jam modul. Papan pemacu jam terletak di bahagian bawah modul, di antara timbunan dan papan menghalang, jadi papan itu sukar dilihat.
Papan pemacu jam berada di bawah timbunan memori utama tetapi di atas papan kunci
Komponen papan biru dalam foto di atas ialah potensiometer berbilang pusingan, mungkin untuk pelarasan masa atau voltan. Perintang dan kapasitor juga kelihatan pada papan. Rajah menunjukkan beberapa modul MCD (Memory Clock Driver), tetapi tiada modul kelihatan pada papan. Sukar untuk mengetahui sama ada ini disebabkan oleh keterlihatan terhad, perubahan litar atau kehadiran papan lain dengan modul ini.
Panel I/O Memori
Papan modul memori terakhir ialah papan I/O, yang mengedarkan isyarat antara papan modul memori dan komputer LVDC yang lain. Penyambung 98-pin hijau di bahagian bawah bersambung ke casis memori LVDC, memberikan isyarat dan kuasa daripada komputer. Kebanyakan penyambung plastik rosak, itulah sebabnya sesentuh kelihatan. Papan pengedaran disambungkan kepada penyambung ini dengan dua kabel fleksibel 49-pin di bahagian bawah (hanya kabel hadapan boleh dilihat). Kabel flex lain mengedarkan isyarat ke Papan Pemandu X (kiri), Papan Pemacu Y (kanan), Papan Penguat Sense (atas) dan Papan Inhibit (bawah). 20 kapasitor pada papan menapis kuasa yang dibekalkan kepada modul memori.
Papan I/O antara modul memori dan seluruh komputer. Penyambung hijau di bahagian bawah bersambung ke komputer dan isyarat ini disalurkan melalui kabel rata ke bahagian lain modul memori
Output
Modul memori LVDC utama menyediakan storan yang padat dan boleh dipercayai. Sehingga 8 modul memori boleh diletakkan di bahagian bawah komputer. Ini membolehkan komputer menyimpan 32 Perkataan 26-bit atau 16 kilokata dalam mod "dupleks" yang sangat boleh dipercayai.
Satu ciri menarik LVDC ialah modul memori boleh dicerminkan untuk kebolehpercayaan. Dalam mod "dupleks", setiap perkataan disimpan dalam dua modul memori. Jika ralat berlaku dalam satu modul, perkataan yang betul boleh diperolehi daripada modul lain. Walaupun ini memberikan kebolehpercayaan, ia memotong jejak memori kepada separuh. Sebagai alternatif, modul memori boleh digunakan dalam mod "simplex", dengan setiap perkataan disimpan sekali.
LVDC memuatkan sehingga lapan modul memori CPU
Modul memori teras magnet menyediakan gambaran visual masa storan 8 KB memerlukan modul 5 paun (2,3 kg). Walau bagaimanapun, ingatan ini sangat sempurna pada zamannya. Peranti sedemikian mula tidak digunakan pada tahun 1970-an dengan kemunculan DRAM semikonduktor.
Kandungan RAM dikekalkan apabila kuasa dimatikan, jadi kemungkinan besar modul tersebut masih menyimpan perisian dari kali terakhir komputer digunakan. Ya, ya, di sana anda boleh menemui sesuatu yang menarik walaupun beberapa dekad kemudian. Adalah menarik untuk cuba memulihkan data ini, tetapi litar yang rosak menimbulkan masalah, jadi kandungannya mungkin tidak akan dapat diambil daripada modul memori untuk sedekad lagi.
Apa lagi yang anda boleh baca di blog?
β
β
β
β
β
Langgan kami -saluran, supaya tidak terlepas artikel seterusnya! Kami menulis tidak lebih daripada dua kali seminggu dan hanya mengenai perniagaan. Kami juga mengingatkan anda bahawa Cloud4Y boleh menyediakan akses jauh yang selamat dan boleh dipercayai kepada aplikasi perniagaan dan maklumat yang diperlukan untuk kesinambungan perniagaan. Kerja jauh adalah penghalang tambahan kepada penyebaran coronavirus. Butiran adalah daripada pengurus kami.
Sumber: www.habr.com