Computerra gorynich számítógép a szovjet hold program
A bolygóközi hajó fedélzeti számítógépének semmilyen körülmények között nem szabad megszakadnia, különben katasztrófa lesz. Hogyan érhető el a maximális megbízhatóság?
Egy számítógép megvásárlásával azt akarjuk, hogy a lehető leghamarabb megszakítás nélkül működjön. Ez szégyen, ha a „haldoklik” új gép, és a mester a szolgáltató központ veszik magyarázni valamit a leégett Northbridge (egyenesen idióma egy sor „égnek hidak mögöttük”), és a javítási költségek, amelyek arányban állnak a telekvásárlás számítógépes vér. Továbbra is támaszkodni kell a számítógép komponenseket tervező mérnökök készségére. Végtére is, a megbízhatóság vásárolt a processzorok, alaplapok, merevlemezek, és a többi számítógép töltés nem utolsósorban attól függ, hogy a mérnöki találékonyság.
A háztartási használatra szánt számítástechnikai eszközöknél a legkedvezőbb extrém körülmények között a nyári melegség, a macskafrizura, a hűtőrendszerbe hűtött és a kifolyt kávé marad. Nos, ha a számítógépet a térben fogják működtetni? És munkájának megbízhatósága nemcsak a misszió végső céljától függ, több milliárd rubelért, hanem azon emberek életéért is, akik merészkedtek, hogy kihívást jelentenek a szigorú térbeli körülményekre?
És most képzeljük el, hogy a mérnökök, akik tervezik a számítógépet, nem igazán tudják, milyen feltételek mellett kell dolgozniuk a gépet. Hogyan kell eljárniuk? Milyen konstruktív megoldásokat kell használni?
Ez a munka van a hatvanas évek végén szakemberek Kutatóintézet Elektronikus készülékek (NIIEM) - az anyavállalat a fejlesztési és gyártási fedélzeti digitális számítógépek (FDC), széles körben használják a katonai területen (automatizált harci rendszer a felmérési rendszer a terep) , valamint a civil szférában (légiforgalmi irányító rendszerek).
Létrehozása „tér számológépek” NIIEM mérnökei a legjobb design eredmények fedélzeti számítógép szárazföldi létesítmények, hanem azt a figyelemre méltó leleményességgel utódaik még soha nem ismert ilyen állapotban, mint egy hiba a művelet során.
"Argon" a fedélzeten. A küldetés megvalósítható
Az űrmisszió, amelyre az NIIEM személyzet létrehozott egy fedélzeti számítógépet, nagyon felelős volt. A "Zond" eszköz, amelyet a Soyuz 7K-L1 űrhajó alapján terveztek, meg kellett vizsgálnia a szovjet űrhajósok holdján való leszállás lehetőségét. Ez a feladat politikailag fontos volt. Az 1968-ban a hatvanas évek elején a NASA által kifejlesztett Apollo program belépett a megszállott repülési szakaszba, és a Szovjetunió vezetése fel akarta törölni a potenciális ellenség orrát.
A "Zond" űrhajó-sorozat, a Holdra repülve, nem véletlen, hogy űrhajókon alapult a Soyuz űrhajó. Valamikor a szovjet űrhajósok is oda mennének.
A fedélzeti számítógépek használata ilyen típusú járatokon rendkívül fontos. A repülés több fázisból állt, amelyek mindegyike pontos számítást követelt a hajórendszer működésének számos paramétereiről valós időben. A szoftver és időeszközök (PVU) alapján történő automatizálás itt nem megfelelő: a repülés feltételei túl kiszámíthatatlanok. De a digitális számítógép rugalmas programozható logikájával ideális volt ehhez a célhoz. Ezen túlmenően, az NIIEM-en a mobil taktikai rakéta komplexumon kifejlesztett Argon-1 sorozatú számítógép a Tochka bizonyította hatékonyságát a komplex folyamatok kezelésében.
Az "Argon-1" alapján az első tér-alapú számítógépet hozták létre. FDC „Argon-11C” célja az volt, hogy ellenőrizzék a mozgás az űrhajó egy sor L1 „próba”, ahogy elhalad a Hold körül és a Föld aerodinamikai zár, amikor a légkörbe belépő a második helyet sebesség.
A Szovjetunió és az Amerikai Egyesült Államok akkoriban a Hold programjai orrlyukak voltak az orrlyukban, és elképzelhetetlenné tette az esetleges zavarokat, különösen a számítógépes technológia hibája miatt.
A vezérlőrendszer megbízhatósága volt az élvonalban. Természetesen a katonai technológiát mindig a legmagasabb szintű hibatűrés jellemezte, amelyet a tervezés, a szervezeti és technológiai intézkedések, valamint a szigorú állami átvétel eredményezett. Azonban a holdvilág küldetésére szolgáló számítógép esetében ezek az intézkedések nyilvánvalóan nem elegendők. Ezt felismerve, az NIIEM mérnökei "Argon-11C" -et gyártottak. Háromfejű. A szó szerinti értelemben.
Az "Argon-11C" először a fedélzeti számítógépek létrehozásának gyakorlatában használták a csomó redundancia-sémát, amelyet triplex struktúrának neveztek. E trükkös név mögött elegáns az ötlet tervezése.
Itt van - hely Gorynych, beépített digitális számítógép "Argon-11S"
Szerkezetileg az "Argon-11C" három, egymással párhuzamosan és függetlenül működő funkcionális egységet tartalmazott. Az egyes blokkok bemeneténél (összesen 28 volt), teljesen teljességgel azonos információ érkezett számos telemetriás érzékelőtől. Alapján minden egység több mint negyven kontrollt hozott létre.
És itt kezdődött a legérdekesebb. A többségi elv alapján végleges ellenőrzési lépéseket hoztak létre. Vagyis, ha a három kijárat közül ketten ugyanazok voltak, és a harmadiknál is eltérőek voltak, akkor a többség által kidolgozott értékeket alapul vették.
A majoritári logikai rendszerek sokáig ismertek. A kimenetükön lévő jel a legtöbb bemenetnél ugyanazon jelektől függ
Tény, hogy „Argon-11C” folyamatosan tartotta a szavazást a legtöbb helyes ellenőrzési intézkedéseket. És nehogy úgy gondolja, hogy a trió a számítási egységek folyamatosan arra törekedett, hogy szervezzen egy koalíció ellen a kisebbség, legyen tisztában azzal, hogy ezek között a bemeneti és kimeneti csatorna volt köszönhető, hogy információt cseréljenek az esetben egy vagy több blokkot torz.
Az "Argon-11C" másik fontos jellemzője az integrált áramkörök használata volt. A NIIEM szakemberei, a NIITT Precíz Technológiai Tudományos Kutató Intézetének mérnökeivel közösen kidolgozták a "Path" sorozat hibrid integrált áramköreit - valójában az első szovjet integrált áramköröket.
Minden "Path" integrált áramkör tartalmaz egy logikai elemet a tranzisztor-tranzisztor logikán alapulva. Az "Argon-11S" -ben több száz ilyen integrált áramkör létezett. (Illusztráció az oldalról 155la3.ru)
Szerkezetileg a nyomtatott áramköri áramkör „path” mind a három számítási csomópontok „Argon-11C” gyűlt össze egy több oldalas „könyv”, amelyek a gerinc körök modulok közötti kommunikáció. Ez a "könyvtár" mereven fel volt szerelve egy speciális alvázra, amelyet a szokásos módon lehűtettünk: egy rajongó segítségével. Figyelembe véve a tripla redundanciát, a 34 kilogramm BCMM tömege nem tűnik olyan nagynak.
A mai szabványoknak, a számítási teljesítmény „Argon-11C” - 200 ezer művelet másodpercenként - Nevetséges bites számok és parancsok (14, illetve 17) elképesztő, és az összeget a RAM ferrit magok (128 chetyrnadtsatirazryadnyh szó) elgondolkodtató, hogy hogyan minden programot egyáltalán elhelyeztek ?!
A ferritmagok memóriája az operatív memóriaeszköz egyetlen konstruktív megoldása a hetvenes évek közepéig.
De a gép megbízhatósága, hivatalosan a dokumentációban rögzítve, elképesztő. A három modul közül kettő (és a többségi szavazás legalább két munkamodul esetében) nem valószínű, hogy 0,99 kilométernyi űrhajó repül a Holdra és vissza.
A hármas "Argon-11C" sémája olyan sikeres volt, hogy később megismételte az "Argon-16" számítógéppel, amelyet biztonságosan kozmikus hosszú májnak nevezhetünk. Ezt a számítógépet több mint 25 éve használják az űrhajók széles körében! Az "Argon-16" mintegy háromszáz példányban dolgozott a "Soyuz" -on, a "Progress" szállítói, a "Salyut" és a "Mir" orbitális állomások. Hidd el nekem, hogy egy űr-alapú számítógépen ez egy nagy szám.
Az Argon-16 fedélzeti számítógépen egy, a többségi kommunikációval rendelkező hármas szerkezetet is használtak. A kilencven kilogramm "gorynicha" -nak a testhez való hozzáadásához különleges fogantyúkat kellett elhelyezni.
Az "Argon-16" számítógép helye a szállítási szállítóeszköz rendszerében
Szovjet Hold-program a kudarc, de nem adott erőteljes lendületet fejlesztése világűrbe fedélzeti számítástechnikai eszközök. Amely felváltotta a „argon” FDC C sorozat, különösen a „C-530”, már sikerrel használták a bolygóközi állomás ellenőrző rendszer „Mars” és a „Venus”. Segítségükkel az első leszállás egy űrhajó a Marson történt az emberiség történetében, tanult üstökösök „Vega” és rádiólokációs Venus.
A fedélzeti számítógépek "háromfejes", az Argon-11S-ben megvalósult és napjainkig - a térinformatikai eszközök egyik fő tervezési jellemzője.