美國太夸張，當年居然是靠著內(nèi)存4KB的計算機，實現(xiàn)了登月奇跡！

(資料圖)

1969年7月，當阿波羅11號登上月球表面，全世界為之震驚。此時距第一臺巨型電腦誕生還不到30年，計算機技術(shù)還處于起步階段。但阿波羅11號上載著一臺神秘的小型計算機，它僅有4KB的內(nèi)存，卻圓滿完成了飛船的導(dǎo)航和控制任務(wù)，使阿波羅11號準確無誤地登陸在月球上，看上去極為不可思議。

阿波羅11號上的計算機被稱為“阿波羅制導(dǎo)計算機”。它采用當時尖端的集成電路技術(shù)，體積只有一個小手提箱，但卻實現(xiàn)了對飛船的精準控制。在大部分計算機都要占據(jù)一整間房間的 1960 年代，阿波羅導(dǎo)航計算機這樣一臺體積小、功耗低的機載電腦的出現(xiàn)，真的堪稱奇跡。

更重要的是，在它之前，沒有任何計算機曾控制過宇宙飛船的導(dǎo)航或重大系統(tǒng)，阿波羅11號，完全是讓這個小東西肩負著人類歷史上首次深空之旅的命運。

另外，4KB的內(nèi)存對我們今天來說更是微不足道，但在1969年，它已經(jīng)代表了技術(shù)極限。工程師們不得不極度考究程序和數(shù)據(jù)的組織，才能在這么小的容量下完成如此復(fù)雜的任務(wù)。但結(jié)果，制導(dǎo)計算機一舉成功，導(dǎo)航計算精確，各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。

你可能會好奇，阿波羅制導(dǎo)計算機有多厲害？它能做些什么？它又是怎么工作的呢？

讓我們繼續(xù)往下看：

阿波羅制導(dǎo)計算機是一臺非常厲害的計算機，它有以下幾個特點：

它是第一臺基于硅集成電路的計算機，每個芯片包含兩個邏輯門，每個邏輯門是一個簡單的電子開關(guān)，可以監(jiān)測三個輸入，并根據(jù)輸入的狀態(tài)決定輸出的狀態(tài)。這樣，通過一系列的邏輯門，就可以實現(xiàn)復(fù)雜的計算功能。它的字長是16位，其中15位是數(shù)據(jù)位，1位是奇偶校驗位。它的內(nèi)存有兩種類型：一種是只讀存儲器(ROM)，另一種是隨機存取存儲器(RAM)。ROM使用了一種特殊的技術(shù)，叫做核繩存儲器(core rope memory)，它是通過將電線穿過或繞過磁芯來存儲數(shù)據(jù)的。ROM的容量是36,864個字，用來存儲飛船的軟件程序。RAM使用了磁芯存儲器(magnetic-core memory)，它是通過改變磁芯的磁化方向來存儲數(shù)據(jù)的。RAM的容量是2048個字，用來存儲飛船的運行數(shù)據(jù)。它有一個數(shù)字顯示和鍵盤(DSKY)的界面，它是一個小型的控制面板，上面有一個數(shù)字鍵盤和幾個顯示屏。宇航員通過輸入兩位數(shù)的動詞和名詞來與計算機交互。動詞表示要執(zhí)行的操作，名詞表示要操作的對象。例如，動詞06表示顯示，名詞33表示飛船的位置。輸入06033就可以在顯示屏上看到飛船的位置信息。

它還有很多接口，可以與飛船上的其他設(shè)備通信，比如慣性測量裝置(IMU)、手動控制器、雷達、遙測接收器、發(fā)動機指令、反應(yīng)控制系統(tǒng)等等。

阿波羅制導(dǎo)計算機雖然看起來很簡單，但它卻能完成很多復(fù)雜的任務(wù)，

比如：

它可以根據(jù)飛船的位置、速度、姿態(tài)等信息，計算出飛船的軌道參數(shù)，并與地面控制中心進行比較和修正。它可以根據(jù)飛船的目標軌道和當前軌道，計算出飛船需要進行的軌道修正或變軌操作，并給出發(fā)動機點火時間、持續(xù)時間和方向。它可以根據(jù)月球表面的地形特征和預(yù)選著陸點，計算出飛船需要進行的降落操作，并給出發(fā)動機點火時間、持續(xù)時間和方向。它可以根據(jù)飛船上各種傳感器和開關(guān)的狀態(tài)，檢測和處理各種故障和異常情況，并給出相應(yīng)的警報或建議。

阿波羅制導(dǎo)計算機在阿波羅11號任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

在登月過程中，當飛船距離月球表面只有幾千米時，計算機突然發(fā)出了幾次警報，表示內(nèi)存已經(jīng)超載。原來是因為一個設(shè)計錯誤，導(dǎo)致一個不必要的雷達信號不斷占用計算機的資源。但幸運的是，計算計算機的軟件設(shè)計得非常智能，它可以自動忽略不重要的任務(wù)，優(yōu)先處理重要的任務(wù)。所以，即使內(nèi)存超載，計算機仍然能夠正常工作，為飛船提供準確的導(dǎo)航和控制。

在登月過程中，還有一個更大的挑戰(zhàn)。當飛船接近月球表面時，阿姆斯特朗發(fā)現(xiàn)預(yù)選著陸點上布滿了巨大的巖石和隕石坑，如果硬著陸，飛船很可能會損壞或翻倒。于是，他決定手動控制飛船，尋找一個更平坦的地方著陸。這樣一來，飛船的油量消耗得更快，而且飛船偏離了原來的軌道，計算機無法給出正確的指令。

在這種緊急情況下，阿姆斯特朗和阿爾德林依靠自己的判斷和經(jīng)驗，以及計算機提供的部分信息，成功地將飛船安全地降落在月球上。他們只剩下了22秒的油量。這是一次驚險而精彩的登月過程，也是一次人類智慧和技術(shù)的完美結(jié)合。

最后

阿波羅11號成功登月，不僅展現(xiàn)了美國在航天競賽中的技術(shù)優(yōu)勢，更體現(xiàn)了美國人那時候探索未知的勇氣與決心。

因為這件事無論怎么想，都很夸張驚人：美國超過 30 萬名技術(shù)人員的努力，八年間耗資 250 億美元的付出，以及一個國家的驕傲，最終要完全取決于幾行計算機代碼。

而今天，我們早已經(jīng)擁有了比阿波羅制導(dǎo)計算機更強大、更小巧、更便宜、更普及的計算機。我們用極小的計算機體積，獲得了遠遠超過阿波羅登月計算機的計算能力。我們可以用現(xiàn)代計算機芯片，來做各種各樣的事情，上網(wǎng)、打游戲、看視頻、聽音樂、學(xué)習(xí)、工作等等。

但實現(xiàn)類似的壯舉，

卻似乎更難了。

今天的人們，可能真的無法相信，

美國當年能用如此“原始”的電腦來控制宇宙飛船，實現(xiàn)登月！

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