Fırlatma Aracı Dijital Bilgisayarı (LVDC), Satürn 5 roketini çalıştırarak Apollo ay programında önemli bir rol oynadı.Zamanın çoğu bilgisayarı gibi, küçük manyetik çekirdeklerde veri depoladı. Bu yazıda Cloud4Y, deluxe LVDC bellek modülünden bahsediyor. Steve Jurvetson.
Bu bellek modülü 1960'ların ortalarında geliştirildi. Yüzeye monte bileşenler, hibrit modüller ve esnek bağlantılar kullanılarak oluşturulmuş, bu da onu zamanın geleneksel bilgisayar belleğinden çok daha küçük ve hafif hale getiriyor. Ancak, bellek modülü 4096 bitlik yalnızca 26 kelime depolamaya izin verdi.
Manyetik çekirdekli bellek modülü. Bu modül, 4 veri biti ve 26 parite bitinden oluşan 2K word depolar. Toplam 16 kelime kapasiteli dört bellek modülü ile 384 kg ağırlığında ve 2,3 cm × 14 cm × 14 cm boyutlarındadır.
Aya iniş, 25 Mayıs 1961'de Başkan Kennedy'nin Amerika'nın on yıl bitmeden aya bir adam göndereceğini duyurmasıyla başladı. Bunun için şimdiye kadar yapılmış en güçlü roket olan üç aşamalı Satürn 5 roketi kullanıldı. Satürn 5 bir bilgisayar tarafından kontrol ediliyor ve kontrol ediliyordu (burada onun hakkında) bir fırlatma aracının Dünya'nın yörüngesine kalkışından başlayarak ve ardından Ay'a giden yolundaki üçüncü aşaması. (Apollo uzay aracı bu noktada Satürn V roketinden ayrılıyordu ve LVDC görevi tamamlanmıştı.)
LVDC taban çerçevesine kurulur. Dairesel konektörler bilgisayarın ön tarafında görünür durumdadır. Sıvı soğutma için 8 elektrik konnektörü ve iki konnektör kullanıldı
LVDC, Apollo'daki birkaç bilgisayardan yalnızca biriydi. LVDC, 45 kg'lık bir analog bilgisayar olan uçuş kontrol sistemine bağlandı. Yerleşik Apollo Rehberlik Bilgisayarı (AGC), uzay aracını ay yüzeyine yönlendirdi. Komuta modülü bir AGC içerirken, ay modülü yedek bir acil durum bilgisayarı olan Abort navigasyon sistemi ile birlikte ikinci bir AGC içeriyordu.
Apollo'da birkaç bilgisayar vardı.
Birim Mantık Aygıtları (ULD)
LVDC, birim yük cihazı olan ULD adı verilen ilginç bir hibrit teknoloji kullanılarak oluşturuldu. ULD modülleri entegre devreler gibi görünseler de birkaç bileşen içerir. Her biri yalnızca bir transistör veya iki diyot içeren basit silikon çipler kullandılar. Bu diziler, basılı kalın film baskılı dirençlerle birlikte, mantık kapısı gibi devreleri uygulamak için seramik bir plaka üzerine monte edildi. Bu modüller, SLT modüllerinin bir çeşidiydi () popüler IBM S/360 serisi bilgisayarlar için tasarlanmıştır. IBM, entegre devreler ticari olarak uygulanabilir hale gelmeden önce 1961'de SLT modülleri geliştirmeye başladı ve 1966'da IBM yılda 100 milyondan fazla SLT modülü üretiyordu.
ULD modülleri, aşağıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi, SLT modüllerinden önemli ölçüde daha küçüktü ve bu, onları kompakt uzay bilgisayarı için daha uygun hale getirdi.ULD modülleri, SLT'deki metal pimler yerine seramik pedler kullandı ve üst kısımda metal temas noktaları vardı. Pimler yerine yüzey. Kart üzerindeki klipsler ULD modülünü yerinde tuttu ve bu pimlere bağladı.
IBM neden tümleşik devreler yerine SLT modüllerini kullandı? Bunun ana nedeni, 1959'da icat edilen entegre devrelerin henüz emekleme aşamasında olmasıydı. 1963'te SLT modülleri, entegre devrelere göre maliyet ve performans avantajlarına sahipti. Bununla birlikte, SLT modülleri genellikle entegre devrelerden daha düşük olarak görülüyordu. SLT modüllerinin entegre devrelere göre avantajlarından biri, SLT'lerdeki dirençlerin entegre devrelerdeki dirençlerden çok daha doğru olmasıydı. Üretim sırasında, SLT modüllerindeki kalın film dirençleri, istenen direnci elde edene kadar dirençli filmi çıkarmak için dikkatlice kumlandı. SLT modülleri ayrıca 1960'larda benzer entegre devrelerden daha ucuzdu.
LVDC ve ilgili ekipman, 50'den fazla farklı tipte ULD kullandı.
SLT modülleri (solda), ULD modüllerinden (sağda) önemli ölçüde daha büyüktür. ULD boyutu 7,6 mm × 8 mm'dir
Aşağıdaki fotoğraf, ULD modülünün dahili bileşenlerini göstermektedir. Seramik plakanın sol tarafında dört küçük kare silikon kristale bağlı iletkenler var. Bir devre kartına benziyor, ancak bir tırnaktan çok daha küçük olduğunu unutmayın. Sağdaki siyah dikdörtgenler, plakanın alt tarafına basılmış kalın film dirençlerdir.
ULD, üstten ve alttan görünüm. Silikon kristaller ve dirençler görülebilir. SLT modüllerinin üst yüzeylerinde dirençler bulunurken, ULD modüllerinin alt yüzeylerinde dirençler bulunur, bu da hem yoğunluğu hem de maliyeti artırır.
Aşağıdaki fotoğraf, iki diyot uygulayan ULD modülünden bir silikon kalıbı göstermektedir. Boyutlar alışılmadık derecede küçüktür, karşılaştırma için yakınlarda şeker kristalleri vardır. Kristalin, üç daireye lehimlenmiş bakır toplar aracılığıyla üç dış bağlantısı vardı. Alttaki iki daire (iki diyotun anotları) katkılıydı (koyu alanlar), sağ üstteki daire ise tabana bağlı katottu.
Şeker kristallerinin yanında iki diyotlu bir silikon kristalinin fotoğrafı
Manyetik çekirdek belleği nasıl çalışır?
Manyetik çekirdek belleği, 1950'lerden 1970'lerde katı hal depolama cihazlarıyla değiştirilene kadar bilgisayarlarda ana veri depolama biçimiydi. Bellek, çekirdek adı verilen küçük ferrit halkalardan oluşturuldu. Ferrit halkalar dikdörtgen bir matrise yerleştirildi ve bilgileri okumak ve yazmak için her halkadan iki ila dört tel geçirildi. Halkalar, bir bitlik bilginin saklanmasına izin verdi. Çekirdek, ferrit halkadan geçen teller boyunca bir akım darbesi kullanılarak manyetize edildi. Bir çekirdeğin mıknatıslanma yönü, zıt yönde bir darbe gönderilerek değiştirilebilir.
Çekirdeğin değerini okumak için, bir akım darbesi halkayı 0 durumuna getirir. Çekirdek önceden 1 durumundaysa, değişen manyetik alan çekirdeklerin içinden geçen tellerden birinde bir voltaj oluşturur. Ancak çekirdek zaten 0 durumundaysa, manyetik alan değişmez ve algılama telinin voltajı yükselmez. Böylece çekirdekteki bitin değeri sıfırlanarak ve okunan teldeki gerilim kontrol edilerek okunmuştur. Manyetik çekirdeklerdeki belleğin önemli bir özelliği, bir ferrit halkayı okuma işleminin değerini yok etmesiydi, bu nedenle çekirdeğin "yeniden yazılması" gerekiyordu.
Her bir çekirdeğin mıknatıslanmasını değiştirmek için ayrı bir tel kullanmak sakıncalıydı, ancak 1950'lerde akımların çakışması ilkesi üzerinde çalışan bir ferrit bellek geliştirildi. Dört telli devre —X, Y, Sense, Inhibit— yaygınlaştı. Teknoloji, çekirdeklerin histerezis adı verilen özel bir özelliğinden yararlandı: küçük bir akım ferrit belleği etkilemez, ancak bir eşiğin üzerindeki bir akım çekirdeği mıknatıslar. Bir X hattında ve bir Y hattında gerekli akımın yarısı ile enerji verildiğinde, yalnızca her iki hattın kesiştiği çekirdek yeniden mıknatıslanmaya yetecek kadar akım alırken, diğer çekirdekler bozulmadan kaldı.
IBM 360 Model 50'nin belleği böyle görünüyordu. LVDC ve Model 50, iç çapları 19 mil (32 mm) ve dış çapları 19 mil olduğu için 0.4826-32 olarak bilinen aynı tip çekirdeği kullanıyordu. (0,8 mm). Bu fotoğrafta her bir çekirdekten geçen üç kablo olduğunu görebilirsiniz, ancak LVDC dört kablo kullandı.
Aşağıdaki fotoğraf bir dikdörtgen LVDC bellek dizisini göstermektedir. 8 Bu matris, dikey olarak uzanan 128 X-teline ve her kesişme noktasında bir çekirdek ile yatay olarak uzanan 64 Y-teline sahiptir. Tek bir okuma teli, Y tellerine paralel tüm damarlardan geçer. Yazma teli ve engelleme teli, X tellerine paralel tüm damarlardan geçer. Teller matrisin ortasında kesişir; bu, indüklenen gürültüyü azaltır çünkü bir yarıdan gelen gürültü diğer yarıdan gelen gürültüyü iptal eder.
8192 bit içeren bir LVDC ferrit bellek matrisi. Diğer matrislerle bağlantı, dış taraftaki pinler aracılığıyla gerçekleştirilir.
Yukarıdaki matris, her biri bir bit depolayan 8192 öğeye sahipti. Bir hafıza kelimesini kaydetmek için, kelimedeki her bir bit için bir tane olmak üzere birkaç temel matris birbirine eklendi. X ve Y telleri tüm ana matrislerden kıvrılarak geçti. Her matrisin ayrı bir okuma satırı ve ayrı bir yazma engelleme satırı vardı. LVDC belleği, bir eşlik biti ile birlikte 14 bitlik bir "heceyi" depolayan 13 temel matris yığını (aşağıda) kullandı.
LVDC yığını 14 ana matristen oluşur
Manyetik çekirdek belleğe yazmak, engelleme hatları olarak adlandırılan ek kablolar gerektiriyordu. Her matris, içindeki tüm çekirdeklerden geçen bir engelleme çizgisine sahipti. Yazma işlemi sırasında akım, X ve Y hatlarından geçerek seçilen halkaları (düzlem başına bir tane) yeniden mıknatıslayarak 1 durumuna getirir ve tüm 1'leri kelimede tutar. Bit konumuna 0 yazmak için hat, X hattının karşısındaki akımın yarısı ile enerjilendirildi.Sonuç olarak çekirdekler 0'da kaldı.Böylece, engelleme hattı çekirdeğin 1'e dönmesine izin vermedi. İlgili engelleme satırları etkinleştirilerek kelime belleğe yazılabilir.
LVDC bellek modülü
Bir LVDC bellek modülü fiziksel olarak nasıl oluşturulur? Bellek modülünün merkezinde, daha önce gösterilen 14 ferromanyetik bellek dizisinden oluşan bir yığın bulunur. X ve Y tellerini ve engelleme hatlarını sürmek, bit okuma hatları, hata tespiti ve gerekli saat sinyallerini üretmek için devrelere sahip birkaç pano ile çevrilidir.
Genel olarak, bellekle ilgili devrelerin çoğu, bellek modülünün kendisinde değil, LVDC bilgisayar mantığındadır. Özellikle bilgisayar mantığı, adresleri ve veri sözcüklerini depolamak ve seri ile paralel arasında dönüştürmek için kayıtlar içerir. Aynı zamanda, okunan bit satırlarından okuma, hata denetimi ve zamanlama için devre içerir.
Temel bileşenleri gösteren bellek modülü. MIB (Multilayer Interconnection Board), 12 katmanlı bir baskılı devre kartıdır.
Y bellek sürücü kartı
Çekirdek bellekteki bir kelime, ilgili X ve Y çizgilerini ana kart yığınından geçirerek seçilir. Y sürücü devresini ve 64 Y hattından biri aracılığıyla nasıl sinyal ürettiğini açıklayarak başlayalım. Modül, 64 ayrı sürücü devresi yerine 8 "yüksek" sürücü ve 8 "düşük" sürücü kullanarak devre sayısını azaltır. Bir "matris" konfigürasyonunda kablolanmıştır, bu nedenle yüksek ve düşük sürücülerin her bir kombinasyonu farklı sıralar seçer. Böylece 8 "yüksek" ve 8 "düşük" sürücü 64 (8×8) Y çizgisinden birini seçer.
Y sürücü kartı (ön), kart yığınındaki Y seçim hatlarını çalıştırır
Aşağıdaki fotoğrafta Y seçim hatlarını çalıştıran bazı ULD modüllerini (beyaz) ve transistör çiftini (altın rengi) görebilirsiniz. "EI" modülü sürücünün kalbidir: sabit bir voltaj darbesi sağlar (E ) veya seçim satırından sabit bir akım darbesi (I) geçirir. Seçim hattı, hattın bir ucunda EI modülünün gerilim modunda ve diğer ucunda akım modunda EI modülünün etkinleştirilmesiyle kontrol edilir. Sonuç, çekirdeği yeniden mıknatıslamak için yeterli olan doğru voltaj ve akıma sahip bir darbedir. Onu tersine çevirmek çok fazla ivme gerektirir; voltaj darbesi 17 voltta sabitlenmiştir ve akım, sıcaklığa bağlı olarak 180 mA ile 260 mA arasında değişmektedir.
Y sürücü kartının altı ULD modülünü ve altı çift transistörü gösteren makro fotoğrafı. Her bir ULD modülü bir IBM parça numarası, modül tipi (örneğin, "EI") ve anlamı bilinmeyen bir kod ile etiketlenmiştir.
Kart aynı zamanda birden fazla Y seçme hattının etkinleştirildiğini algılayan hata izleme (ED) modülleri ile donatılmıştır.ED modülü basit bir yarı analog çözüm kullanır: bir direnç ağı kullanarak giriş voltajlarını toplar. Ortaya çıkan voltaj eşiğin üzerindeyse, anahtar tetiklenir.
Sürücü kartının altında 256 diyot ve 64 direnç içeren bir diyot dizisi bulunur. Bu matris, sürücü kartından gelen 8 üst ve 8 alt sinyal çiftini, ana kart yığınından geçen 64 Y-hattı bağlantısına dönüştürür. Kartın üstünde ve altında bulunan esnek kablolar, kartı diyot dizisine bağlar. Soldaki iki esnek kablo (fotoğrafta görünmüyor) ve sağdaki iki bara (biri görünür), diyot matrisini çekirdek dizisine bağlar. Solda görünen esnek kablo, Y kartını G/Ç kartı aracılığıyla bilgisayarın geri kalanına bağlarken, sağ alttaki küçük esnek kablo saat üreteci kartına bağlanır.
X Bellek Sürücü Kartı
X hatlarını sürme düzeni, 128 X hattı ve 64 Y hattı olması dışında Y hattına benzer.İki kat daha fazla X kablosu olduğundan, modülün altında ikinci bir X sürücü kartı bulunur. X ve Y panoları aynı bileşenlere sahip olsa da, kablolama farklıdır.
Bu kart ve altındaki kart, bir çekirdek kartlar yığınındaki seçili X sırayı kontrol eder.
Aşağıdaki fotoğraf, karttaki bazı bileşenlerin hasar gördüğünü göstermektedir. Transistörlerden biri yerinden çıkar, ULD modülü ikiye bölünür, diğeri de bozulur. Kablolama, küçük silikon kristallerinden biriyle (sağda) birlikte kırık modülde görülebilir. Bu fotoğrafta ayrıca 12 katlı bir baskılı devre kartı üzerindeki dikey ve yatay iletken izlerin izlerini de görebilirsiniz.
Tahtanın hasarlı bölümünün yakından görünümü
X sürücü kartlarının altında 288 diyot ve 128 direnç içeren bir X diyot matrisi bulunur. X-diyot dizisi, bileşen sayısını ikiye katlamayı önlemek için Y-diyot kartından farklı bir topoloji kullanır. Y diyot kartı gibi, bu kart da iki baskılı devre kartı arasına dikey olarak monte edilmiş bileşenler içerir. Bu yönteme "kord ağacı" denir ve bileşenlerin sıkıca paketlenmesini sağlar.
2 baskılı devre kartı arasına dikey olarak monte edilmiş kordonlu diyotları gösteren bir X diyot dizisinin makro fotoğrafı. İki X sürücü kartı, poliüretan köpükle birbirlerinden ayrılmış olarak diyot kartının üzerine oturur. Lütfen baskılı devre kartlarının birbirine çok yakın olduğunu unutmayın.
Bellek Amplifikatörleri
Aşağıdaki fotoğraf, okuma amplifikatör kartını göstermektedir. Bellek yığınından 7 bit okumak için 7 kanala sahiptir; Aşağıdaki aynı kart, toplam 7 bit için 14 bit daha işler. Sens yükselticinin amacı, yeniden mıknatıslanabilir çekirdek tarafından üretilen küçük sinyali (20 milivolt) algılayarak 1 bitlik bir çıkışa dönüştürmektir. Her kanal, bir diferansiyel amplifikatör ve tampondan, ardından bir diferansiyel transformatör ve çıkış kelepçesinden oluşur. Solda, MSA-28 (Memory Sense Amplifier) modülünden başlayarak her bir duyu telinin iki ucunu bir amplifikatör devresine yönlendiren 1 telli bir esnek kablo bellek yığınına bağlanır. Tek tek bileşenler dirençler (kahverengi silindirler), kapasitörler (kırmızı), transformatörler (siyah) ve transistörlerdir (altın). Veri bitleri, sağdaki esnek kablo yoluyla duyu amplifikatör kartlarından çıkar.
Bellek modülünün üstündeki okuma amplifikatör kartı. Bu kart, çıkış bitleri oluşturmak için algılama kablolarından gelen sinyalleri yükseltir
Inhibit Line Driver Yazma
Engelleme sürücüleri belleğe yazmak için kullanılır ve ana modülün alt tarafında yer alır. Yığındaki her matris için bir tane olmak üzere 14 engelleme çizgisi vardır. 0 biti yazmak için, karşılık gelen kilit sürücüsü etkinleştirilir ve engelleme hattından geçen akım, çekirdeğin 1'e geçmesini önler. Her hat, bir ID-1 ve ID-2 modülü (yazma engelleme hat sürücüsü) ve bir çift tarafından sürülür transistör sayısı. Kartın üstünde ve altında bulunan hassas 20,8 ohm dirençler, engelleme akımını düzenler. Sağdaki 14 telli esnek kablo, sürücüleri çekirdek kartları yığınındaki 14 engelleme teline bağlar.
Bellek modülünün altındaki engelleme kartı. Bu kart, kayıt sırasında kullanılan 14 engelleme sinyali üretir.
Saat sürücüsü belleği
Saat sürücüsü, bellek modülü için saat sinyalleri üreten bir çift karttır. Bilgisayar bir bellek işlemine başladığında, bellek modülü tarafından kullanılan çeşitli saat sinyalleri, modülün saat sürücüsü tarafından eşzamansız olarak üretilir. Saat sürücüsü kartları, modülün altında, yığın ile engelleme kartı arasında bulunur, bu nedenle kartların görülmesi zordur.
Saat sürücü kartları, ana bellek yığınının altında ancak kilit kartının üzerindedir
Yukarıdaki fotoğraftaki mavi pano bileşenleri, muhtemelen zamanlama veya voltaj ayarı için çok dönüşlü potansiyometrelerdir. Kartlarda dirençler ve kapasitörler de görülebilir. Diyagram birkaç MCD (Memory Clock Driver) modülünü gösteriyor, ancak panolarda hiçbir modül görünmüyor. Bunun sınırlı görünürlükten mi, devre değişikliğinden mi yoksa bu modüllere sahip başka bir kartın varlığından mı kaynaklandığını söylemek zor.
Bellek G/Ç paneli
Son bellek modülü kartı, sinyalleri bellek modülü kartları ile LVDC bilgisayarın geri kalanı arasında dağıtan G/Ç kartıdır. Alt kısımdaki yeşil 98 pimli konektör, bilgisayardan sinyal ve güç sağlayan LVDC bellek kasasına bağlanır. Plastik konektörlerin çoğu kırılmıştır, bu nedenle kontaklar görünür durumdadır. Dağıtım panosu bu konektöre altta iki adet 49 pimli esnek kabloyla bağlanır (yalnızca ön kablo görünür). Diğer esnek kablolar, sinyalleri X Sürücü Kartına (solda), Y Sürücü Kartına (sağda), Sense Amplifikatör Kartına (üstte) ve Engelleme Kartına (altta) dağıtır. Kart üzerindeki 20 kapasitör, bellek modülüne sağlanan gücü filtreler.
Bellek modülü ile bilgisayarın geri kalanı arasındaki G/Ç kartı. Alttaki yeşil konektör bilgisayara bağlanır ve bu sinyaller düz kablolar aracılığıyla bellek modülünün diğer bölümlerine yönlendirilir.
Aviator apk
Ana LVDC bellek modülü kompakt, güvenilir depolama sağladı. Bilgisayarın alt yarısına en fazla 8 bellek modülü yerleştirilebilir. Bu, bilgisayarın 32 depolamasına izin verdi. Yedekli yüksek düzeyde güvenilir "çift yönlü" modda 26 bitlik sözcükler veya 16 kilokelime.
LVDC'nin ilginç bir özelliği, bellek modüllerinin güvenilirlik için ikizlenebilmesiydi. "Çift yönlü" modda, her kelime iki bellek modülünde saklanıyordu. Bir modülde hata oluşursa, doğru kelime başka bir modülden alınabilir. Bu, güvenilirlik sağlarken, bellek ayak izini de yarıya indirdi. Alternatif olarak, bellek modülleri, her kelime bir kez saklanarak "tek yönlü" modda kullanılabilir.
LVDC, sekiz adede kadar CPU bellek modülünü barındırır
Manyetik çekirdekli bellek modülü, 8 KB depolamanın 5 kg'lık (2,3 pound) bir modül gerektirdiği zamanın görsel bir temsilini sağlar. Ancak bu hatıra, zamanına göre çok mükemmeldi. Bu tür cihazlar, 1970'lerde yarı iletken DRAM'lerin ortaya çıkmasıyla kullanılmaz hale geldi.
Güç kapatıldığında RAM'in içeriği korunur, bu nedenle modülün bilgisayarın en son kullanıldığı zamandan kalma yazılımları depolaması muhtemeldir. Evet, evet, orada onlarca yıl sonra bile ilginç bir şeyler bulabilirsiniz. Bu verileri kurtarmaya çalışmak ilginç olurdu, ancak hasarlı devreler bir sorun yaratıyor, bu nedenle içerikler muhtemelen bir on yıl daha bellek modülünden alınamayacak.
Blogda başka neler okuyabilirsiniz?
→
→
→
→
→
Abone olun -channel, bir sonraki makaleyi kaçırmamak için! Haftada iki defadan fazla yazmıyoruz ve sadece iş için yazıyoruz. Cloud4Y'nin iş uygulamalarına ve iş sürekliliği için gerekli bilgilere güvenli ve güvenilir uzaktan erişim sağlayabileceğini de hatırlatırız. Uzaktan çalışma, koronavirüsün yayılmasına ek bir engeldir. Detaylar yöneticilerimizden.
Kaynak: habr.com