美国太夸张了当年竟然靠着内存4KB的计算机成就了登月奇迹

  新闻资讯     |      2025-01-30 03:07

  美国太夸张了当年竟然靠着内存4KB的计算机成就了登月奇迹1969年7月20日人类历史迎来了一个重要的时刻。阿波罗11号成功着陆在月球表面,成为了人类历史上第一次登上月球表面的设备。

  他们在月球上留下了永恒的脚印,插上了国旗,收集了宝贵的岩石样本。这次伟大的登月任务,不仅是对太空的探索,更是对人类智慧和勇气的最好诠释,它激发了后人无尽的创造力。

  然而,在当时的登月飞船上,搭载的居然是一台内存容量仅有4KB的计算机!这台计算机的功能被局限得多么严格?它又是如何与飞船和宇航员进行交互的呢?

  这个计算机名为阿波罗导航计算机(AGC),是专门为美国国家航空航天局(NASA)的阿波罗计划设计和制造的一种数字电子计算机,其主要功能是为飞船提供导航和飞行控制功能。

  AGC的内存非常有限,仅为4KB,相当于4000个字节。这意味着它只能存储约4000个字符,或者说4000个0和1的组合。与现代计算机相比,AGC的内存量几乎微不足道,仅相当于一张普通照片的千分之一。

  除了内存,AGC的其他参数也十分有限。它的运行速度只有1MHz,相当于每秒执行100万条指令。

  这与现代计算机相比慢了几千倍,甚至比一些智能手机都要慢得多。但它的重量却有32公斤,相当于一个小学生的体重了,尺寸为61厘米×32厘米×17厘米,与一个小型行李箱大小相仿。而功耗为55瓦,相当于一个普通灯泡的功耗。

  尽管AGC的性能如此低下,但它却能够完成导航和飞行控制的任务,成功将阿波罗11号带上月球。这又是如何做到的呢?它又是如何与飞船和宇航员进行交互的呢?这就涉及到了AGC的精妙语言设计。

  为了完成登月任务,NASA采取了一系列创新举措,其中之一是专门为AGC开发了一种名为APL的编程语言。

  APL是一种汇编语言,也就是说,它是直接对应计算机硬件的低级语言。每条指令由0和1组成,占用15位。

  为了让宇航员更容易地与计算机交互,NASA设计了一种简单的语法,宇航员只需以“动词+名词”的形式输入指令。动词表示要执行的操作,名词表示要操作的对象。

  例如,输入06+62,即可让计算机以十进制显示飞船的速度、高度和高度变化率;输入16+81,则是指示计算机执行着陆程序。

  虽然APL的语法简单,但却非常灵活。它可以根据不同的任务进行不同的配置。例如,当飞船在地球轨道时,计算机会使用一套指令;当飞船在月球轨道时,计算机会使用另一套指令;当飞船在月球着陆时,计算机则会切换成着陆模式。

  这些指令事先编写并存储在计算机的只读内存中。宇航员只需按照程序输入相应的动词和名词,就可以让计算机执行正确的操作。

  APL的设计具有多个优点。首先,它节省了计算机的存储空间。由于每条指令只占用15位,而且仅需输入两个数字表示一个动词或名词开云电竞官网入口,因此减少了存储所需的空间。

  其次,APL提高了计算机的运行效率。每条指令直接对应硬件,无需经过复杂的转换,因此能够快速执行。第三,它简化了操作流程。宇航员无需记忆复杂的命令,只需按照程序输入简单的数字,即可控制飞船。

  然而,APL也存在一些缺点。最显著的是,它不易记忆。因为每个动词和名词都用数字表示,并且每个任务都有不同的配置,宇航员必须熟练掌握每个数字的含义才能正确使用计算机。

  此外,APL不易修改。因为指令存储在只读内存中,若出现错误或需要更新,必须更换整个内存模块,这非常麻烦。

  我们已经了解了AGC的基本情况,以及它使用的APL。那么,AGC是如何存储数据的呢?它使用的是一种古老而特殊的存储方式,叫做机绕磁芯线。

  机绕磁芯线是一种利用电流的方向来表示0和1的信息的存储方式,它的原理是这样的:首先,用一根细铜线,把一个小圆环(磁芯)穿过两次,形成一个线圈。

  然后,用这样的线圈,按照一定的规则,排列成一个矩阵,每个线圈都有一个地址,用来表示它在矩阵中的位置。

  最后,用另一根细铜线,把这个矩阵连接到计算机的电路上,就可以通过改变电流的方向,来读写磁芯中的信息了。

  这对于飞船来说,这是非常重要的,因为飞船在太空中,会遇到各种复杂的环境,如温度变化,辐射,震动等,如果存储方式不稳定,就可能导致计算机出现故障,甚至危及飞船和宇航员的安全。

  机绕磁芯线的缺点是,它的容量非常小,成本非常高,不易修改。根据资料显示,AGC的只读内存,使用了36,864个磁芯,每个磁芯可以存储15位的信息,也就是说,只读内存的总容量是72KB,相当于72000个字节。

  而AGC的随机存取内存,使用了2048个磁芯,每个磁芯可以存储16位的信息,也就是说,随机存取内存的总容量是4KB,相当于4000个字节。

  这样的容量,对于现代的计算机来说,是非常微小的。而且,每个磁芯都是由人工用铜线穿过的,这是一项非常耗时费力的工作,每个磁芯的成本都很高。另外,由于磁芯线是固定的,如果要修改数据,就必须重新穿线,这是非常麻烦的。

  随着计算机技术的飞速发展,我们能够更好地探索和利用太空资源,但同时也将迎来更多的问题。我们期待着未来更多的太空探索之旅,也期待着计算机技术在此过程中的不断进步,为人类文明的发展添砖加瓦。

  最后,由于平台规则,只有当您跟我有更多互动的时候,才会被认定为铁粉。如果您喜欢我的文章,可以点个“关注”,成为铁粉后能第一时间收到文章推送。