Melden Sie sich hier an, um auf Kommentare und die Whitepaper-Datenbank zugreifen zu können.

Kein Log-In? Dann jetzt kostenlos registrieren.

Falls Sie Ihr Passwort vergessen haben, können Sie es hier per E-Mail anfordern.

Der Zugang zur Reseller Only!-Community ist registrierten Fachhändlern, Systemhäusern und Dienstleistern vorbehalten.

Registrieren Sie sich hier, um Zugang zu diesem Bereich zu beantragen. Die Freigabe Ihres Zugangs erfolgt nach Prüfung Ihrer Anmeldung durch die Redaktion.


30.10.1981

Honeywell-Jumbos im Kennedy Space Center

Nach Berichten über die Space-Shuttle Bordcomputer und die zur Überwachung des ganzen Flugs in Houston Installierten IBM-Rechner samt zugehöriger Software abschließend nun ein Beitrag über jenen ganz neu Installierten Rechnerkomplex, ohne den man auch den Rest getrost verschrotten könnte: die Computer zum Checkout vor dem Start sowie zur Überwachung des Countdowns im Kennedy Space Center. Sie müssen weit mehr leisten als ihre Vorgänger zur Zeit der guten alten Apollo-Mond-Touristik.

Da die Space-Shuttle-Starts künftig relativ rasch aufeinanderfolgen sollen, müssen dann manchmal auch mehr als ein "Orbiter" gleichzeitig getestet werden. Deshalb wurde das zugehörige Rechnersystem noch weit stärker als seine Vorgänger durchautomatisiert mit dem Ergebnis, daß ein Shuttle-Start heute in nur einem Zwölftel der Zeit vorbereitet werden kann, die noch bei den Starts der Saturn-V verstrich. Und Leute spart man dabei obendrein.

Wie komplex das Testen eines Raumfahrzeugs ist - das wäre was für die Leute vom TÜV! - zeigen ein paar Zahlen. Man hat es dabei (am Boden) mit 16 Haupt- und weiteren 106 Subsystemen zu tun, berichtet IBM, beziehungsweise mit etwa 40 000 vielfältig kombinierten Testparametern. Weitere 25 000 Parameter gilt es im Raumschiff selber zu verfolgen und alles zusammen muß dann auch noch in vielen Kombinationen und Permutationen durchexerziert werden, was natürlich sofort zu Zahlen astronomischer Größenordnungen führt.

Ein Mann, ein Rechner

Gegenüber früher wurde die Zahl der Digitalrechner im Kennedy Space Center nochmals aufgesteckt, um jedem Ingenieur einen eigenen, dedizierten Rechner zur Verfügung stellen zu können - klingt fast nach "Personal Computing" - und um so zu vermeiden, daß während der einzelnen Testprozeduren noch manuell in die Systeme eingegriffen werden muß. Dieses Computernetz ist so organisiert, daß jeder kleine Rechner während der Testphase individuell arbeitet, während der Startphase jedoch alle zentral gesteuert werden können. Das Start-DV-System wiederum gliedert, sich in acht autonome Einheiten zu je 40 Minicomputern samt entsprechender Peripherie, wobei jede Einheit rund 1,8 Millionen Befehle zu bearbeiten hat.

In jedem "Firing Room" finden sich 15 Konsoleinheiten zu je drei Operator-Plätzen mit getrennten Farbbildschirmen und Tastaturen. Zu jeder Konsole gehört ein Rechner mit 5 Millionen Worten Online-Plattenspeicher-Testprozeduren. Gilt es, die Test- und Startprozeduren zu ändern, so werden einfach die Platten neu geladen.

Die Farbbildschirme werden entweder mit den Minocomputern gekoppelt und arbeiten dann in Echtzeit, oder sie kontaktieren, einen Host-Rechner für Online-Verarbeitung. Der Ingenieur kann besondere graphische Darstellungen auf seiner Konsole erzeugen, speichern und sie während der Echtzeit-Tests dann wieder aufrufen. Die Konsolen dienen aber vor allem der weitgehenden Automatisierung der Testverfahren nach Maßgabe der vom Anwender geschriebenen Programme; sie stellen deren Resultate in aufbereiteter Form so dar, daß der Farbbildschirm möglichst nur wirklich Wichtiges hervorhebt.

Während der Initiierung steuert eine Master-Konsole die Übertragung der Programme von den Zentral-Rechnern (dort werden sie kompiliert) zu den einzelnen Minicomputern und überwacht außerdem den Status jedes einzelnen Rechners im Netz. Jeder als "operational" gemeldete Rechner muß dazu in vorgegebenen Intervallen ein O.K.-Signal senden. Diese Konsole, sie selber dient während kritischer Phasen vor dem Start als Reserve, schaltet Prozessoren und Konsolcomputer an das Netz oder lädt sie für neue Aufgaben.

Zum Sammeln und Vor-Verarbeiten von Daten dienen Modcomp II/45er-Minicomputer; sie prüfen alle von den Konsolen kommenden Befehle nochmals auf Gültigkeit. Zwei dieser Frontend-Prozessoren besitzen spezielle Interfaces, über die ein Boden-Ingenieur Befehle in die Bordcomputer so, als säße er selber im Cockpit, eingeben kann. Die (Serien-)Modcomp-Maschinen verfügen übrigens über maßgeschneiderten Microcode zur Anpassung an die sie umgebenden Rechner am Boden und an Bord.

Als Kommunikations-Zentrum für das ganze Rechner-Netz dient ein schneller Daten-Puffer mit 64 000 Worten (16 Bit), wobei ein Interrupt-System jedem Prozessor die Möglichkeit gibt, anderen Rechnern Nachrichten zu übermitteln. Jeder Rechner kann zwar Daten aus jedem Speicherbereich lesen, aber jeder hat auch seine eigene geschätzte Schreibzone, die von keinem anderen Rechner überschrieben werden kann.

Die Übertragungsrate des Puffers beträgt 80 MBit und gleichzeitig können 64 Rechner angeschlossen sein; jeder kann wiederum an maximal 32 "Kollegen" gleichzeitig Daten senden. Zum Interfacing mit dem Puffer verfügt jeder Minicomputer über besonderen Microcode. Weitere, an Puffer angeschlossene Mikroprozessoren besorgen die einzelnen Umschaltvorgänge.

Zusätzlicher Microcode betont IBM erhöht die Zuverlässigkeit der im Netz kreisenden Daten über Fehlerkorrekturmaßnahmen auf Bit-Ebene, wobei alle Ein-Bit-Fehler korrigiert und alle Zwei-Bit-Fehler erkannt werden.

Wie IBM als verantwortliches Unternehmen für die gesamte Systeminegration im Kennedy Space Center weiter dargelegt, gestatte es das Netz-Konzept, Daten wie etwa die Zeit, Änderungen in Meßwerten, Fehlermeldungen oder Angaben über bestimmte Betriebszustände mit 50 000 Worten pro Sekunde in einem eigenen, an den Datenpuffer angeschlossenen Rechner aufzuzeichnen; so vermeide man unnötigen Overhead in den einzelnen Computern. Außerdem gestatte das eine "Nach-Verarbeitung fast in Echtzeit" sowie, im Offline-Modus, die nachträgliche Datenanalyse. Ein weiteres, getrenntes Subsystem von Minicomputern wiederum dient zum Aufzeichnen der Telemtrie-Rohdaten aus dem Raumfahrzeug.

Als Host-Computer für Offline-Kompilierungen sowie die Überwachung der Konfiguration dienen zwei Honeywell-6680-Großrechner; sie verfügen über eine Bibliothek von Test- und Start-Programmen für die Mini-Computer, kompilieren die Shuttle-Testprozeduren und Anforderung digitale Simulatoren der Boden- wie der Bord-Ausrüstungen. So kann ein Testingenieur seine Testprozeduren schon vor der Arbeit mit den "echten" Shuttle-Systemen überprüfen. Die Großcomputer sind mit den Minicomputern verbunden; somit können die einzelnen Konsolen auch auf seine Informationen voll zugreifen.

Damit die Testingenieure in der ihnen vertrauten Ausdrucksweise mit den Computern arbeiten können, wurde eigens die Hochsprache "Goal" (Ground Operations Aerospace Language) geschaffen. Sie dient für die elektronischen und mechanischen Tests und bietet auch mathematische und Kontrollfunktionen. Fünf arithmetische Operationen im Rahmen dieser Sprache sowie ein besonderes "execute nonGoal procedure"-Statement erweitern die Programmierfähigkeit auf Fortran- sowie Maschinensprache-Anwendungen. Eine weitere interaktive Routine gestattet es, einzelne Prozeduren von der Test-Konsole aus in Echtzeit (!) zu modifizieren.

Eine weitere, ähnliche Sprache mit Booleschen Ausdrücken für Kontroll- und Steuerzwecke ersetzt die früher benötigte Spezial-Hardware weitgehend durch flexible Programme: Werden nun bestimmte Grenzwerte bei irgendeinem Test überschritten, errechnet der Computer die Booleschen Ausdrucke in Echtzeit und leitet die passenden Reaktionen ein.

In diesem Zusammenhang muß auch der Exception-Monitor erwähnt werden, eine wertvolle Hilfe, die den Ingenieur gezielt auf jene Werte (unter Tausenden) aufmerksam macht, die definierte Grenzen überschreiten. Früher mußten dazu manuell jeweils riesige Berge von Daten-Ausdrucken durchforstet werden.

Nur der Vollständigkeit halber sei zuletzt noch kurz erwähnt, daß natürlich auch der Einbau und der Test der einzelnen Shuttle-Nutzlasten mit Unterstützung durch eine Reihe von Computern abgewickelt werden, zumal ja in jedem Falle sichergestellt werden muß, daß die Lieferanten der Lasten alle vorgeschriebenen Spezifikationen hinsichtlich der Schnittstellen zu den Bordrechner- und Telemetriesystemen einhalten.

Ohne Taschenrechner kein Raumflug

Nicht nur Computer-Riesen begleiteten den Flug der Raumfähre Columbia - auch Kleinstrechner hatten noch Aufgaben zu erfüllen. Für ihre in Handarbeit zu lösenden Aufgaben nutzten die beiden Astronauten John Young und Robert Crippen zwei programmierbare Taschenrechner 41C von Hewlett-Packard, die beispielsweise vor der Landung die aktuelle Lage des Schwerpunktes der Raumfähre sowie die Treibstoffmenge ermittelten, die für jedes Triebwerk disponiert werden muß, damit beim Wiedereintritt in die Atmosphäre die korrekte Soll-Schwerpunktlage erreicht wird. Das zugehörige Programm wurde von der NASA offiziell für "flight critical" befunden.

Ein zweites Programm beschäftigte einen der Rechner vom Start ab pausenlos mit dem Problem, Zeit und Ort der möglichen Funkverbindungen zur Erde zu ermitteln. Außerdem sagte dieser Rechner den Raum-Reisenden voraus, wieviel Sprechzeit ihnen dabei bis zur nächsten "Zwangs-Funkstille" eingeräumt werden konnte. es