En souvenir
d’APOLLO 11
La mission Apollo 11
réussissait, le 21 juillet 1969, à faire marcher les premiers hommes sur la
lune.
Pour un musée consacré
à l’histoire de l’informatique, 50 ans après cet exploit, n’est-il pas évident
de s’intéresser plus particulièrement à l’ordinateur embarqué pour cette
mission ? Un ordinateur représentant le meilleur du savoir-faire
électronique de l’époque ?
Concernant les divers
aspects de la mission Apollo, la littérature, les vidéos, et même un film sorti
en septembre 2019 mettent à disposition une très grande quantité
d’informations.
L’auteur de cet article, avec l’aide de son collègue, a voulu assembler et
résumer ici de quoi mesurer plus spécifiquement l’immensité du progrès réalisé
en un demi-siècle en matière d’ordinateurs et de contrôle de processus.
L’AGC :
Apollo Guidance Computer.
L'Apollo Guidance Computer, AGC, était l'ordinateur embarqué de navigation et de pilotage embarqué lors de la mission Apollo 11 et suivantes.
En fait, il y en avait 2 : un dans le module de commande et de
service, l’autre dans le module lunaire (LEM). Celui du LEM devait servir à
l’alunissage automatique. Il devait aussi servir au décollage de la lune et au
rapprochement avec le module de contrôle qui l’attendait en orbite lunaire.
Note: Il y avait un
second ordinateur dans le LEM, l'ADS (Abort Guidance System) qui aurait permis
d'assurer le décollage et le rendez-vous
avec le module de contrôle si l'AGC n'avait pas fonctionné correctement.
Caractéristiques de l’ordinateur AGC:
La conception de l'AGC fut faite par la société MIT
Instrumentation Laboratory, la fabrication par SPERRY et la programmation à
nouveau par le MIT Instrumentation
Laboratory. La chef de projet pour la programmation des logiciels embarqués était
Margareth Hamilton. Elle avait à gérer plus de 350 personnes ! Le système
opératoire de l’AGC était celui conçu par J. Halcombe Laning. Ce dernier avait
introduit dans son système le concept de priorité entre tâches, concept qui
s’avérera vital dans la réussite du projet. Ce concept est encore à la base des
systèmes opératoires actuels.
Technologie électronique : elle utilise des circuits intégrés de 8
transistors, 2 par plaque logique. Il y en avait environ 5000. Il s’agit d’une
technologie dite « RTL », c.-à-d. Resistor-Transistor-Logic, où les
transistors sont de type bipolaire.
Cette technologie fut une des premières à être appliquée pour des circuits
intégrés fabriqués industriellement en 1966. Les circuits intégrés
étaient encapsulés dans des "Flat pack ".
Mémoire centrale : à tores magnétiques lect. / écr. (RAM): 2.048
mots de 16 bits. Photo ci-dessous.
Mémoire fixe (ROM) à tores magnétiques : 36.864 mots de 16 bits.
Elle contenait tous les programmes. Cycle des mémoires : 11,72 micros secs.
Cadence processeur : 1 MHz.
L'interface utilisateur de l’ordinateur : (voir première photo, partie droite)
se limitait à un clavier numérique et quelques touches de fonction.
Poids : 32 kg. Très peu pour l’époque et critère très important, en
particulier pour le décollage lunaire, où chaque gramme comptait !
Dimension : 61×32×17 cm
Consommation :
55 W
Logique : AGC était multitâche (jusque 6)
et conçu pour fonctionner en temps réel, c’est-à-dire apte à mesurer ou
contrôler les 8 portes physiques, chacune adaptée à la vitesse de transmission
du périphérique qui leur était connecté.
Les
limites de l’AGC ont été atteintes :
1. Lors de la phase de descente vers le sol lunaire : une erreur
« 1202 » fut affichée par cet ordinateur. C’est un programmeur à
Houston qui en donna la signification : saturation des capacités due au traitement
des informations radar. Erreur non bloquante, heureusement.
En
fait, le codage était conçu de façon à donner des priorités à certaines tâches
et de couper les autres afin de ne pas surcharger l'ordinateur, car on ne
pouvait imaginer un blocage de l'ordinateur.
2.
Une autre limite : l’AGC avait dû être débranché dans la phase
finale par N. Armstrong, car il conduisait le LEM vers une pente volcanique.
3.
Enfin, la programmation remarquable du rapprochement du LEM au module de
commande ne fut pas assez fine. Collins du manœuvrer en phase finale d’approche
pour positionner le module de commande dans le bon sens.
Références :
https://en.wikipedia.org/wiki/Resistor%E2%80%93transistor_logic
https://fr.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer
https://fr.wikipedia.org/wiki/Apollo_11
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Agc_view.jpg
http://www.righto.com/2019/01/inside-apollo-guidance-computers-core.html
https://fr.wikipedia.org/wiki/Margaret_Hamilton_(scientifique)
https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer#PNGS_trouble
Des
photos sont rendues disponibles par la NASA, mais en version faible résolution.
La photo de la plaque circuit est dans le domaine public : Microscopic view of dual, three-element NOR gate, the inside
of a silicon chip, used in Apollo. Photo: Lisa Young, Smithsonian
La photo du plan
mémoire : “By The original uploader was Grabert at German Wikipedia. -
NASA (pd), Public Domain,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3984090”
A
quoi comparer le AGC ?
De
nombreuses comparaisons ont été faites avec des très petits ordinateurs un peu
plus récents, et donc bien plus performants. Par exemple, le petit ZX Spectrum que
Clive Sinclair présenta en avril 1982 et dont les successeurs eurent un grand
succès ou encore la première génération de "home computer" comme
l'Apple II (1977), le TRS80 (1978) et le Commodore 64 (1982).
Fabricant: Digital Equipment Corporation, USA.
.Il
avait une mémoire à tores magnétiques de 12 bits au lieu de 16.
Cette RAM comportait 16.344 mots, ordre de grandeur de la mémoire ROM de l’AGC.
Le
cycle mémoire du PDP 8 se situait entre 1,2 et 1,4 microseconde, ce qui est
presque 10 fois plus rapide que celle de l’AGC.
La
technologie du processeur était plus moderne, déjà basée sur l' Intel 8008.
Le
tableau de bord n’était composé que d'interrupteurs et d’ampoules, mais on pouvait
connecter une console papier du type TTY.
La
partie processeur central du PDP, donc hors tout appareil périphérique, était
quand même plus volumineuse que l’ordinateur embarqué AGC. Elle était aussi
plus lourde : 45 kg.
Logique :
C’était aussi un ordinateur conçu temps réel, pour gérer plusieurs terminaux ou
appareils de mesure, mais il n’était pas multitâche
https://www.pdp8.net/index.shtml
Chez
Bull-GE il y avait le GE 55, petit ordinateur de bureau à cartes
perforées, commercialisé en 1969. Il présentait curieusement certaines analogies
avec l’AGC.
Conception
et fabrication chez Bull-General-Electric, France.
Technologie
des circuits : cartes à éléments discrets, dont des transistors.
Mémoire
vive de 5.000 octets, soit 2.500 mots de 16 bits (équivalent à l’AGC)
Mémoire
fixe à bâtonnets de ferrite de 1024 mots de 36 bits, soit nettement moins que
l’AGC, car on n’y stockait que la partie permanente du logiciel de base de la
machine, dit "firmware ".
Cycle
de mémoire de 1,2 micro sec, nettement plus rapide.
Cycle
machine de 7,9 micros secs, du même ordre de grandeur malgré une technologie
moins avancée.
L’interface
avec l’opérateur : un clavier complet pour l’entrée des données et une
unité d’affichage de 8 positions comme outil de visualisation opérateur.
http://www.feb-patrimoine.com/projet/ge55/ge55.htm
Information
complémentaire.
-
L’article ci-dessus est dédié à l’ordinateur embarqué. Il nous faut quand même signaler
que la salle de contrôle du lancement, à Houston, était desservie par un énorme
système temps réel, dit RTCC, qui fut réalisé et mis en place par IBM. Il était
composé de 5 systèmes 360/75, le plus puissant de la gamme 360. Il comportait
un nombre imposant de périphériques.
Ce
que l’on retient de la mission Apollo 11, au-delà de l’aspect informatique.
Les
médias américains furent les relais chargés de le faire savoir au monde entier.
