AN/FSQ-7

AN/FSQ-7 Combat Direction Central (абревіатура походить від англ. Army-Navy / Fixed Special eQuipment) — комп'ютеризована система керування повітряною і ракетною зброєю часів холодної війни, що використовувалася Повітряними силами США у складі мережі SAGE (англ. Semi-Automatic Ground Environment).^[1] За своїми фізичними розмірами була найбільшою комп'ютерною системою, збудованою будь-коли: кожна з 24 машин важила близько 250 тон і налічувала приблизно 60000 електронних ламп (з них 49000 власне у комп'ютері).^[2]:9[3]. Споживана потужність однієї системи складала близько 3 мегават, а швидкодія — приблизно 75000 операцій за секунду.

Встановлені машини дублювалися для підвищення надійності: у кожен момент часу один комп'ютер був активним, інший — у режимі очікування. З метою мінімізації часу перемикання резервний комп'ютер копіював дані з основного. Власне перемикання (планове) траплялося щодня, при цьому комп'ютери мінялися ролями.^{[4]:179–181}

Комп'ютер AN/FSQ-7 здійснював обчислення однієї або кількох точок перехоплення^[1][5], на основі чого приймалося рішення про надсилання літака або ракет CIM-10 Bomarc для перехоплення цілі. Використовувався алгоритм ATABE (англ. Automatic Target and Battery Evaluation).^[6]

У комп'ютері була спеціальна кнопка, призначена для запуску ракети Bomarc^[7]; додатковий алгоритм автоматично здійснював ведення ракети протягом її підйому (до виходу на балістичну траєкторію). У верхній точці, при переході ракети до надзвукового польоту до цілі, керування передавалося «системі пошуку цілі» (англ. missile seeker system).^[5]:30–33 Пізніші вдосконалення дозволили передавати інформацію з комп'ютера безпосередньо на автопілоти літаків^[8], використовуючи підситему SAGE під назвою Ground to Air Data Link Subsystem.

Апаратура

Консоль оператора

Обладнання комп'ютера у Музеї комп'ютерної історії

MIT обрав компанію IBM як головного підрядника у проектуванні і виготовленні необхідної апаратури.^[9] Кожен з двох однакових комп'ютерів у системі AN/FSQ-7 містив арифметичний блок, феритову пам'ять, блок декодування інструкцій, модуль службового керування, блок керування вводом/виводом, а також Program elements.^{[що це?][10]} Серед пристроїв вводу-виводу були наступні:

• Перфоратор IBM 723 і зчитувач перфокарт IBM 713
• Рядковий принтер IBM 718 (64 символи на рядок)
• Додаткова пам'ять на магнітному барабані (50 «полів» по 2048 слів у кожному)
• Накопичувачі на магнітній стрічці IBM 728 (32-розрядні слова)
• Пристрій введення XTL (англ. Crosstelling Input), для введення інформації з інших інсталяцій AN/FSQ^[11]
• Апаратура індикації і виведення (англ. Display and Warning Light System), що складалася з десятків консолей у різних кімнатах; консолі мали різноманітні лампочки і електронно-променеві трубки для відображення аналогової і цифрової інформації, численні клавіші і перемикачі, а також схеми підтримки світлового пера. Зокрема, були наступні види консолей:
  • Дві дуплексних консолі (англ. Duplex Maintenance Console, DMC), по одній для кожного комп'ютера;^[12]
  • Консолі відображення радарної інформації (англ. Tracker Initiator Consoles)^[13]
  • Цифровий дисплей командного посту (англ. Command Post Digital Display Desk)^[14]:149
  • Консоль головного керівника станції (англ. Senior Director's keyed console), на якому розташовувалася кнопка запуску ракети Bomarc^[7]
  • Консоль монітора LRI (англ. Long Range Radar Indicator)^[11]
  • Апаратура відеопроектора (англ. Large Board Projection Equipment)^[15][4]

Дані з перфокарт передавалися до феритової пам'яті у двійковому вигляді. Для кожного рядка перфокарти з 80 розрядів передавалися лише 64 розряди праворуч, що складало два 32-розрядних слова. Вісім лівих розрядів при потребі могли перфоруватися спеціальною інструкцією. Такий самий формат використовувався і для передавання даних на лінійний принтер.^[14]:125

Феритова пам'ять

Машини FSQ-7 і FSQ-8 мали феритову пам'ять з 32-розрядними словами, плюс біт парності, цикл доступу тривав 6 мікросекунд. Обидві машини мали два банки пам'яті, «memory 1» і «memory 2» (неформально називалися також Big Mem і Little Mem). Перший блок на AN/FSQ-7 містив 65536 слів, а другий — 4096, у FSQ-8 обидва банки мали обсяг 4096 слів.

Кожне слово ділилося на дві половини, 15 біт використовувалося для значення, і один біт — для знака. Арифметичні операції здійснювалися одночасно на обох половинах. Кожне число представлялося як значення між -1 і 1, таким чином унеможливлювалося переповнення при множенні. Переведення більших чисел у даний діапазон було повністю на відповідальності програміста.

Команди і регістри процесора

Для адреси використовувалася права половина 32-розрядного слова, плюс один біт зліва; таким чином адресний простір був 17-розрядним. Решта розрядів у лівому напівслові кодували операцію процесора. Перші три розряди після знакового розряду кодували індексний регістр, наступні біти — клас інструкції, варіацію класу і додаткову інформацію (залежала від власне інструкції). Адреси записувалися у вісімковій нотації.

Процесор мав регістр A (акумулятор, містив слово, зчитане з пам'яті) і регістр B, у який записувалися молодші біти результату множення, або магнітуда ділення, або біти зсуву. Був також лічильник команд, чотири індексних регістри і 16-розрядний регістр реального часу, що автоматично інкрементувався 32 рази на секунду.^[14]:27 Тригонометричні функції (синус, косинус) мали точність 1,4 градуси (256 можливих значень) і були реалізовані табличним способом.^[14]:67

Зовнішні відеофайли
	"On Guard! The Story of SAGE"
	AN/FSQ-7 used for Bomarc launch
	"In Your Defense" (Col. John Morton, narrator)

Джерела

1. In Your Defense (Оцифрований фільм). Western Electric. Процитовано 3 квітня 2012. The System Development Corporation…in the design of massive computer programs … Burroughs…electronic equipment … Western Electric…assist the Air Force in coordinating and managing the entire effort…and design of buildings. …SAGE project office…Air Material Command NOTE: The film identifies «Direction Center» versus «Data Center».^{minute 5:15}
2. Hellige, Hans Dieter (February 1993). Actors, Visions and Developments in the History of Computer Communications (PDF) (Звіт). "Work and Technology" Research Centre. Архів оригіналу (PDF) за 16 листопада 2012. Процитовано 2 квітня 2012.
3. Granelia, Mark. IBM-SAGE-Computer. Архів оригіналу за 22 березня 2012. Процитовано 2 квітня 2012. {{cite web}}: Cite має пустий невідомий параметр: |df= (довідка)
4. Bernd Ulmann (August 2014). AN/FSQ-7: the computer that shaped the Cold War. de Gruyter Oldenbourg. ISBN 978-3-486-85670-5.
5. The SAGE/BOMARC Air Defense Weapons System (PDF) (Звіт). IBM Military Products Division. Архів оригіналу (Fact Sheet) за 25 січня 2019. Процитовано 2 квітня 2012. On August 7, 1958, the IBM/SAGE computer at Kingston [the IBM facility] undertook the first remote-controlled intercept of a drone target by a BOMARC missile. The BOMARC was fired from Cape Canaveral and the intercept was made at sea.
6. A Survey and Summary of Mathematical and Simulation Models as Applied to Weapon System Evaluation (Звіт). Aeronautical Systems Division, USAF. December 1961. Архів оригіналу за 24 квітня 2012. Процитовано 13 вересня 2011. Future experiments and/or tests: Data from the Phase II and Phase III NORAD SAGE/Missile Master test program is to be used to validate the mathematical model. These are large-scale system tests employing SAC and ADC aircraft. The field test program is the responsibility of the NORAD Joint Test Force stationed at Stewart Air Force Base. (цитата за Miller 1961)
7. DeWerth, John P. …Sage Memories (Звіт). SMECC.org. Архів оригіналу (personal notes) за 27 березня 2012. Процитовано 3 квітня 2012.
8. compiled by Johnson, Mildred W (31 грудня 1980) [February 1973 original by Cornett, Lloyd H. Jr]. A Handbook of Aerospace Defense Organization 1946 - 1980 (PDF). Peterson Air Force Base: Office of History, Aerospace Defense Center. с. ^{[перевірити]}. Архів оригіналу (PDF) за 13 лютого 2016. Процитовано 26 березня 2012.
9. Bash, Charles J. and others (1986) IBM's Early Computers, MIT, pp.240-248
10. Theory of Operation AN/FSQ-7(XD-1, XD-2) Combat Direction Central: Central Computer System (PDF) (Звіт). № PH 22-00001. Пукіпсі: International Business Machines Company. September 1955. Архів оригіналу (Preliminary Manual) за 25 січня 2019. Процитовано 2 квітня 2012. introduction of the air defense [software] program … from the Drum System when available and needed. … For more information on the subject of programming, refer to PH 45-00002.
11. Master reference list of equipment specifications for XD-1 (PDF). dome.mit.edu (англ.). Архів оригіналу (PDF) за 15 березня 2016. Процитовано 11 травня 2018.
12. Karculias, Pete. description of 1967-9 SAGE photographs. SAGE A/N FSQ-7 [webpage]. Southwest Museum of Engineering, Communications and Computation. Архів оригіналу за 27 березня 2012. Процитовано 2 квітня 2012.
13. Semi-Automatic Ground Environment (SAGE). MITRE corporation. Архів оригіналу за 3 листопада 2008. {{cite web}}: Cite має пустий невідомий параметр: |df= (довідка)
14. Theory of Programming for AN/FSQ-7 combat direction central and AN/FSQ-8 combat control central (PDF) (Звіт). IBM Military Products Division. 1 квітня 1959. Архів оригіналу (PDF) за 3 травня 2012. Процитовано 2 квітня 2012.
15. Minutes of the IBM-DCO Concurrence meeting no.62 held at Lincoln Laboratory 27 May 1956 (PDF). dome.mit.edu (англ.). Архів оригіналу (PDF) за 15 березня 2016. Процитовано 11 травня 2018.

Посилання

• Theory of operation of central computer system for AN/FSQ-7 and AN/FSQ-8 [Архівовано 27 січня 2019 у Wayback Machine.]