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16.01.1981

Echtzeit-Simulationsrechner müssen schnell sein: Minis simulieren "Space-Shuttle"-Cockpit

Die Echtzeit-Simulation der vielfältigen Vorgänge in einer Raumfahrzeugoder Flugzeug-Pilotenkanzel stellt- soll ein wirklichkeitsnaher Ablauf mlt zahlreichen Teil-Ereignissen gestaltet werden- hohe Anforderungen an die Ein- und Ausgabekapazitäten sowie das Rechenvermögen der verwendeten Computer. In der Praxis arbeitet man daher heute mit Multiprozessor-Konfigurationen wie beispielsweise bei der Simulation des Cockpits der Raumfiibre "Space-Shuttle": Hier sind 23 Perkin-Elmer-Minis eingesetzt, von denen leweils 14 auf elnen gemeinsamen Datenspeicher zugrelfen können.

Vom Piloten der Raumfähre her gesehen arbeiten die 32-Bit-Minis so, daß jede Bewegung des Steuerknüppels mit einer entsprechenden Kipp-, Schwenk- oder Drehbewegung des Simulators beantwortet und der simulierte "Ausblick" gleichzeitig realitätsnah verandert wird. Tatsachlich hören und fühlen die Besatzungsmitglieder im Simulator beispielsweise das Rumpeln und Stoßen, mit dem ihr "Vehikel" auf das "Zunden von Steuerdusen" oder das "Ausfahren der Bremsklappen" reagiert.

Daß daneben auch alle wichtigen Instrumente mit realitätsgerechten Anzekgewerten gefüttert werden und die Rechner überdies auch den Funkverkehr wirklichkeitsgetreu nachbilden, erscheint in diesem Rahmen nur noch als triviale Beigabe - soviel Programmier-Know-how im Detail auch dahinterstecken mag.

Der gemeinsame Speicher der Simulationsrechner ist übrigens in acht Datenbanken gegliedert, was nicht nur die Gesamt-Speicherkapazität zu begrenzen hilft, sondern auch die Geschwindiqkeit des Realtime-Datentransfers irn System steigert, erläutert der Hersteller. Zur Systemausrüstung gehört auch ein Kontroll-Speicher zur Ablage des Mikrocodes gemeinsam genutztel Programmroutinen und ein Hochleistungs-Gleitkommaprozessor für Double-Precision-Arithmetic. Em Fortran-Enhancement-Package schließlich soll die Ausführung von Fortran-Befehlen beschleunigen.

B 52-Einsatz im Saale

Simulationssysteme für B 52-Besatzungen, gleichfalls mit Perkin-Elmer-Rechnern realisiert, kommen mit 13 Minicomputern aus, die drei separate Tramingsstationen steuern und uberwaehen, die zusammen den Simulator bilden.

Der erste stellt das Flugdeck beziehungsweise Cockpit samt dem Bewegungssystem mit sechs Freiheitsgraden dar, die beiden anderen je eine Offensiv- und eine Defensiv-Stahon; die erstere! besitzt drei Ftelheitsgrade.

Ein Außensicht-System, wie es ähnlich auch beim Raumfähren-Simulator vorhanden ist, stellt eine besonders aufwendige Ergänzung des B 52-Simulators dar, die in Form der rechnererzeugten Bilddarstellung (CGI) Tagund Nacht-Rugszenen und sogar das Auftanken in der Luft darstellen kann. Für Flugübüngen, bei denen an Hand von Radarbildern "geflogen" werden soll, erzeugt der Simulator im Digital Radar Land Mass System (DRLMS) Bildszenerien, die der zur Flugbahn gehörenden Eroberflächenform angepaßt sind. Sogar den Abschuß von Cruise Missiles oder Kurzstreckenraketen simulieren die Computer auf Wunsch verblüffend realistisch.

Unabhangig vom eigentlichen Simulator gibt es noch ein Software-Unterstützungssystem mit vier weiteren 32-Bit-Rechnern, in dem die umfangreiche Software für den Waffensystem-Trainer (WST) gepflegt wird. Auch dient es als Konfigurations-Management-System für die gesamte Systemsoftware, bei der es sich laut Perkin-Elmer um das Betriebssystem OS/ 32 samt zugehörigen Dienstprogrammen handelt; ferner um den Timesharing-Monitor MTM, um Fortran, Makroassembler und Cobol sowie um DFÜ- und Datenmanagement-Software.

Hardwareseitig handelt es sich bei den "Superminis" der 3200er-Serie um Rechner mit maximal 16 MB direkt adressierbarem Hauptspeicher und einer Ein-/Ausgabeleistung von 40 MB pro Sekunde. Sie verfügen über 1024 Geräte-Anschlüsse und eine Massenspeicherkapazität von maximal 112 GB (Gigabyte).

Beim PE-Modell 3240 ist im Interesse des schnellen Zugriffs auf Befehle und Daten eine hierarchisclie Aufteilung des Datenpfades in drei Ebenen vorgenommen worden. Dabei wird in Ebene Eins mit einem automatischen Befehlsvorgriff gearbeitet, der jeweils die nächsten Befehle für den Prozessor aus einem 8-KB-Pufferspeicher (Cache) bereitstellt (Ebene zwei). Der Pufferspeicher wird im sogenannten "Vierweg-Assoziatiwerfahren" mit Befehlen und Daten vom Hauptspeicher (Ebene drei) versorgt.

Durch zwei- beziehungsweise vierf ache "Adreßverschränkung" steigt bei einzelnen Typen dieser Modellreihe die Rechenleistung weiter, erlautert Perkin-Elmer; außerdem sind bestimmte mathematische Standard-Routinen bereits in Firmware implementiert.