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Apollo Guidance Computer

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L'interface utilisateur de l'AGC.
Clavier et écran de l'AGC dans le module de commande.
Les principaux « codes verbes » et « codes noms » sont affichés dans le module de commande.

L'Apollo Guidance Computer (AGC) est l'ordinateurembarqué denavigation et de pilotage installé dans les vaisseaux spatiaux des missionsApollo. Il a été conçu par la sociétéMIT Instrumentation Laboratory sous la direction deCharles Stark Draper avec la conception matérielle dirigée par Eldon C. Hall. La fabrication de l'ordinateur était confiée à la société Sperry tandis que la programmation était réalisée au MIT. C'est le premier ordinateur à avoir recours auxcircuits intégrés (CI). Il y avait un AGC dans lemodule de commande et un autre dans lemodule lunaire Apollo. L'AGC a été utilisé en temps réel par l'astronaute-pilote pour recueillir et fournir des informations de vol, et pour le contrôle automatique de toutes les fonctions de navigation du vaisseau spatial.

L'AGC est un ordinateur effectuant destraitements en temps réel. Il estmultitâche (jusqu'à 6 tâches exécutées en parallèle). Lamémoire utilise des mots de 16 bits : elle est composée de 72 ko (36 864 mots) demémoire morte contenant l'ensemble desprogrammes ainsi que lesystème d'exploitation et de4 ko (2 048 mots) demémoire vive (effaçable) utilisée par les traitements. Les deux types de mémoire sont constituées detores magnétiques : les programmes sont implantés dans l'ordinateur à la fabrication. Leprocesseur est constitué de plus de 5 000 portesNOR réalisées à l'aide de circuits intégrés. Il pèse environ32 kg[1].

Lors de la missionApollo 8, première satellisation autour de la Lune, la navigation est quasi autonome, à partir des données de lacentrale inertielle et des mesures angulaires effectuées ausextant par l'équipage[note 1]. Les missions suivantes ont davantage fait appel à des mesures de vitesse et de positions calculées sur Terre puis relayées par des antennes au sol[note 2].

L'AGC au sein d'Apollo

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Chaque vol à destination de la Lune (à l'exception d'Apollo 8, qui n'a pas pris de Module Lunaire dans sa mission en orbite lunaire) avait deux AGC, l'un dans le module de commande et l'autre dans le module lunaire. L'AGC dans le module de commande était le centre du système de guidage, de navigation et contrôle de l'engin (GNC).

Chaque mission lunaire avait également deux autres ordinateurs :

  • Un calculateur de vol sur l'anneau d'instrumentation du lanceurSaturn V, appelé leLaunch Vehicle Digital Computer (LVDC) – ordinateur de série construit parIBM Federal Systems Division ;
  • Un ordinateur secondaire dans le module lunaire, désignéAbort Guidance System (AGS), construit parTRW et destiné à être utilisé en cas d'échec de la PGNCS (Primary Guidance, Navigation and Control System). L'AGS peut être utilisé pour décoller de la Lune et assurer le rendez-vous avec le module de commande, mais pas pour l'atterrissage. Lorsqu'il est activé, il déclenche automatiquement la séparation du module de remontée (AM,Ascent Module) du LEM de celui de descente (PDM,Powered Descent Module).

Fonctionnement interne

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L'AGC a été conçu au Laboratoire Instrumentation du MIT sous la direction deCharles Stark Draper, la conception matérielle étant dirigée par Eldon C. Hall. Les premiers travaux d'architecture ont été réalisés par JH Laning Jr., Albert Hopkins, Ramon Alonso et Hugh Blair-Smith. Le matériel de vol a été fabriqué parRaytheon. Herb Thaler a également fait partie de l'équipe d'architecture.

L'ordinateur de vol d'Apollo était le premier à utiliser des circuits intégrés. Lors de la première version de la machine, ces circuits intégrés comportaient environ 8 transistors chacun, formant une seule porte logique NON-OU (NOR) à 3 entrées. Ainsi, la première version du circuit nécessitait 4 100 circuits intégrés. La seconde version a utilisé des circuits intégrés améliorés qui comportaient deux portes logiques, permettant de réduire la taille du circuit à 2 800 puces. Les circuits intégrés, deFairchild Semiconductor, ont été mis en œuvre en utilisant latechnologieresistor-transistor logic (RTL). Ils étaient connectés viawrapping (une technique permettant de connecter des plots via des câbles), et le câblage a ensuite été moulé dans un plastiqueépoxyde. L'utilisation d'un seul type de circuit intégré (NON-OU à 3 entrées) a permis d'éviter des problèmes qui sont survenus sur d'autres machines pionnières de l'utilisation des circuits intégrés, comme l'ordinateur du missileMinutemanorientation II, qui utilise un mélange detechnologie diode-transistor (DTL) et delogique à diodes.

L'ordinateur avait 2 048 mots de mémoire centrale magnétique effaçable et 36 kilomots de mémoire en lecture seule. Tous deux avaient des temps de cycle de 11,72 µs, soit85 324 Hz. La longueur des mots en mémoire était de 16 bits : 15 bits de données et 1 bit de parité. En interne, le processeur travaillait sur 16 bits, comprenant 1 bit de débordement et 1 bit de parité, à une cadence de 1 MHz. La représentation des entiers était basée sur uncomplément à un.

Les sources des programmes ayant été utilisés pourApollo 11 se trouvent surGitHub[2].

Notes et références

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Notes

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  1. Mais à la suite d'une fausse manœuvre, les paramètres sont rechargés au clavier pour le retour.
  2. Les antennes duManned Space Flight Network (en) (MSFN) et/ou duDeep Space Network (DSN).

Références

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  1. (en) James E. Tomayko,Computers in Spaceflight: The NASA Experience,(lire en ligne),chap. 2 (« Computers On Board The Apollo Spacecraft ») (section « The Apollo guidance computer: Hardware »)
  2. « Original Apollo 11 Guidance Computer (AGC) source code for the command and lunar modules. », surGitHub.com

Bibliographie

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v ·m
Technologies deprocesseur
Modèles
Architecture
Général
Mots
Instruction
Jeu
Famille
Exécution
Performance
Types
Général
Par usage
On chip
Accélération
matérielle
Microarchitecture
Parallélisme
Général
Processus
Taxonomie de Flynn
Circuiterie et unité
Général
Exécution
Porte logique
Registre
Contrôle
Chemin de données
Cadencement
Gestion de l'alimentation
Fabrication
Articles liés
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