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O computador da Apollo: uma histriade True HackersPor Carlos Cardoso em 5 de novembro de 2010

Faz muito tempo que problemas de computao passaram a ser resolvidos com fora

bruta. Otimizao de cdigo considerado algo desnecessrio, quando basta

adicionar poder computacional no pool e tudo se resolve (exceto Ruby, que no

escala).

Nem sempre foi assim. Houve uma poca em que o auge da tecnologia de

computao no permitia essas sadas fceis. Era uma poca onde o Talento ainda

imperava, onde desenvolvedores dotados de poderes mgicos conjuravam programas

impossivelmente eficientes, bons o suficiente para colocar um Homem na Lua.

A tarefa no era fcil. O computador de navegao das naves Apollo era to

fundamental que dois meses depois de John Kennedy proferir seu famoso discurso a

NASA j estava fechando o contrato de desenvolvimento do sistema, antes sequer de

saber como seria o foguete que ele controlaria.

Para surpresa do Complexo Industrial Americano, o contrato foi para as mos do MIT,

mais precisamente do laboratrio de Instrumentao, liderado por um sujeito chamado

Stark. Certo, era Charles Stark Draper, mas poderia muito bem ter sido Howard Stark,

dado seu currculo.

Ele apenas inventou o sistema de navegao inercial para avies, um conjunto de

giroscpios e acelermetros que determina com preciso a posio de uma aeronave,

e associado ao piloto automtico, bem pilota o bicho at seu destino.

O sistema se baseia no conceito de que um giroscpio, quando em movimento

giratrio, mantm a mesma posio, fruto da inrcia. Medindo a mudana de ngulo

das estruturas presas ao giroscpio, temos direo. Some isso aos dados dos

acelermetros e simples calcular a posio do objeto em relao a seu ponto de

partida. E melhor ainda, giroscpios, ao contrrio do acelermetro do iPad, funcionam

em gravidade zero:

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No primeiro grande teste do sistema um avio levando Draper, sua equipe e jornalistas

voaram de Boston at Los Angeles, sem usar referncias externas, somente no

automtico. Quase no final da viagem o avio fez uma curva abrupta, o piloto por pouco

no assumiu o controle, todo mundo achava que o sistema tinha pirado.

No era o caso. Ele estava corrigindo a posio por causa dos ventos fortes, quando a

curva parou o aeroporto de destino estava perfeitamente alinhado com a proa.

Draper pensou em usar essa mesma tecnologia para orientar a espaonave, o que

exigiu giroscpios bem mais precisos e durveis que os existentes. E esse nem foi o

maior problema. Num avio os controles eram simples, um sistema eletromecnico

bastava pro sistema de navegao pilotar. Em uma nave viajando entre dois mundos, o

buraco era muito mais embaixo. Ou em cima, dependendo de seu referencial.

Era preciso um computador. Isso em uma poca onde computador ainda era sinnimo

de algo que ocupava uma sala grande. Tinham que criar uma mquina funcional que

ocupasse o volume mximo de 0,028 metros cbicos. Qual o tamanho disso? Um PC

desktop dos pequenos.

PARTE de um computador, no incio dos Anos 60

Produzir esse computador no seria fcil, principalmente em 1961. O jeito foi apelar

pra uma tecnologia recm-inventada, os circuitos integrados. Um computador usava

4100 CIs, todos idnticos, cada um uma porta lgica NOR.

Isso mesmo, nada de processadores dedicados, o circuito era todo composto de

unidades discretas. Eles literalmente montaram um processador, o que era

compreensvel, afinal o microprocessador em um nico chip s seria lanado em 1971,

com o Intel 4004.

Nessa brincadeira, no auge do programa Apollo a NASA consumia 60% da produo

americana de chips, mesmo assim ainda havia mais problemas.

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Gyroscopically stabilized CD player in microgra...

O computador de navegao sendo montado

No havia especificao do sistema. Era tudo especificado em tempo de

desenvolvimento. No se sabia nem se o sistema iria controlar totalmente a navegao

ou apenas auxiliar os astronautas. Os projetistas acabaram incluindo um backup que se

tornou vital: um sextante. Isso mesmo, navegao pelas estrelas, como os primeiros

marinheiros. Primitivo talvez, mas funcional e prova de tela azul.

Por falar em BSOD, os travamentos eram uma preocupao, pois a vida dos

astronautas dependeria daquele computador. A soluo foi uma ideia radical: em vez

de um sistema de time sharing, com multitarefa cooperativa, onde cada tarefa

entregava o controle de volta ao sistema operacional, optou-se por um sistema onde

havia tarefas cooperativas e um sistema de interrupes onde tarefas prioritrias eram

executadas mesmo que outras aplicaes no houvessem devolvido o controle ao

sistema.

Listagem de um dos programas, ia at os ps da nerdzinha edificante

Os programas eram escritos em assembly, com endereamento de 16 bits e um

conjunto de apenas 11 instrues diferentes, mas calma que melhora: como fazer

clculos complexos em assembler (minha gerao chama assembly de assembler,

quem no gostar, GFY) , foi e sempre ser um inferno, o MIT criou uma mquina virtual

com um conjunto de instrues expandido, com capacidade de clculo em ponto

flutuante e at operaes vetoriais.

Essa mquina virtual rodava em tempo real, em cima do computador de navegao da

Apollo.

EspecificaesO computador era uma obra-prima de tecnologia, fazendo tudo isso com 2 KB de RAM

e 48 KB de ROM, rodando a um clock interno de 1,024 MHz, sendo usado nas Apollos

IV e VI.

A segunda gerao de computadores do sistema de navegao foi construda em

1966 com 2800 CIs cada um com duas portas lgicas NOR, a RAM aumentou pra 4 KB

e a ROM para 73 KB.

Obviamente no havia HD, os discos da poca eram frgeis e grandes demais. a ROM

era gravada em um negcio genial que, apesar do nome, no foi inventado em

Pernambuco: Memria de Corda.

Eram fios passando atravs ou em volta de ncleos magnetizados. O fio passando

dentro era um 1, passando fora era um 0.

Memria de Corda. Sim, est bem ampliado

Como voc j est imaginando, era um inferno escrever um programa, ou tecer, para

ser preciso. Levava meses e qualquer erro significava jogar fora todo o trabalho, que

era conhecido como Mtodo LOL, de Little Old Lady, pois a maior parte dos

funcionrios que faziam a tecelagem do software eram velhinhas.

Esse cidado est gravando um programa em ROM

Um zoom. Notem que no tem IntelliSense ou sintax highlight.

BVIO que com tudo isso o projeto atrasou, a ponto da NASA nomear um interventor

que foi explicar aos universitrios como a banda tocava no mundo corporativo.

Softwares inteiros foram reescritos, a prpria funo do sistema de navegao foi

reduzida, de primrio para auxiliar, e no final uma verso funcional foi entregue.

O sistema iria utilizar sinais de rdio da Terra como faris de navegao, o mdulo

inercial seria um backup, usado somente em caso de emergncia ou quando no

houvesse contato.

O grande teste foi em 1968, com a Apollo VIII. Ao passar por trs da Lua ficaram sem o

sinal de rdio, todo o controle foi feito pelos giroscpios e pelo software. Ao sairem da

sombra o sistema enviou seus dados de telemetria para a Terra, e bateram com

absoluta preciso com os valores calculados pela NASA.

Em 1969 foi a vez da Apollo XI usar o mdulo mais complexo de todo o sistema, as

rotinas de pouso. Em nenhum outro momento uma sequncia contnua to grande de

instrues era necessria. Curioso que esse mdulo foi escrito quando 2/3 do

sistema j estava pronto. O autor foi um jovem de 22 anos em seu primeiro emprego

como engenheiro jnior chamado Don Eyles. Responsabilidade? Magina

Durante a descida na superfcie lunar, o computador disparou um alerta de erro, no

caso, o famoso Erro 1202.

Problema que na NASA ningum sabia que diabos era aquilo, e sem idia da

gravidade, o natural seria abortar o pouso. Quem salvou o dia foi um sujeito chamado

Jack Garman, engenheiro de software e que tinha a nica cpia da lista de erros do

sistema.

Ele levantou a mo, disse qual era o erro: overflow, o computador estava recebendo

dados demais e no conseguia process-los, mas graas ao sistema de prioridades

de tarefas criado por Hal Lanning, as de baixa importncia eram desconectadas

enquanto o principal, relacionado ao pouso, era mantido rodando.

Jack Garman, o homem que salvou o dia

Depois descobriram qual havia sido o erro. A checklist estava errada, Buzz Aldrin,

seguindo as instrues, ligou o radar de retorno, usado para acoplagem com a cpsula

principal. Desnecessrio para o pouso, s seria usado em caso de cancelamento,

nunca havia sido testado nos simuladores enviando dados para o computador principal.

O resto, como dizem, Histria. O sistema sofreu vrias melhorias, inclusive a adio

da possibilidade de reescrever parte dos programas em execuo, funo que foi

fundamental para salvar a Apollo XIV, que teve problemas com um sinal intermitente

nos circuitos de abortar o pouso. A 300 mil km de distncia Don Eyles orientou os

astronautas que entraram com uma rotina de bypass, em assembler. E voc reclama

do Java.

EM CINCIA HARDWARE MEIO BIT

253 286 9 119

RELACIONADOS APOLLO NASA THATSNOMOON!

o computador de navegao e o painel de controle

O computador de navegao da Apollo se dava ao luxo de ter processamento de

sobra, permitindo at detalhes como converter os dados de sistema mtrico para

unidades imperiais, ao gosto dos astronautas. Hoje temos que esperar a prxima

atualizao do iPad, pois a Apple no incluiu teclado em portugus na primeira

verso

Para saber (muito) mais:

Pgina oficial de Don Eyles detalhando o problema com a Apollo XI

Wiki do Computador de Navegao

PDFs com scans dos documentos originais do MIT e da NASA sobre o

computador

Virtual AGC Simulador ultra-preciso do computador de navegao

Moon Machines Excelente srie detalhando a engenharia do projeto Apollo

Mais textos de:Carlos CardosoSite | Twitter

119 Comentrios Meio Bit Fausto Biazzi de

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Renan the Geek 4 anos atrs

Fui s eu que notei que a nerdinha edificante t fazendo um trollface?

Favorito

Responder

Fui s eu que notei que a nerdinha edificante t fazendo um trollface?

1

Responder

Deb D 3 anos atrs Renan the Geek

Relaxa a, geek. s um sorriso... 8D

1

Responder

Ramon E. Ritter 4 anos atrs

Histria de um tempo onde programadores realmente "escovavam bits" (apesar de

que, pelo visto, teciam bits)...

1

Responder

elmartini 4 anos atrs

Dos melhores textos que j li aqui no Meio Bit. Parabns!

1

Responder

black4cum 4 anos atrs

interessante essa tal de Cardoso querendo dar um de intelectual. Pega um monte

de informaes de sites em ingls, faz uma compilao e escreve com suas

palavras.. Alm do mais, demonstra total falta de conhecimento ao escrever coisas

como:

"Otimizao de cdigo considerado algo desnecessrio, quando basta adicionar

poder computacional no pool e tudo se resolve (exceto Ruby, que no escala)."

Envie seu texto a algumas maillists tcnicas, vc vai ver o que vai acontecer. rsss

Responder

Carlos Cardoso 4 anos atrs black4cum

Tava demorando pra aparecer um trollzinho. por essas e outras que vocs

so a escria da Internet, medocres e frustrados.

"Pega um monte de informaes de sites em ingls, faz uma compilao e

escreve com suas palavras"

Sim, seu IMBECIL, isso se chama PESQUISA. Faa um favor Humanidade,

morra.

4

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profeloy 4 anos atrs Carlos Cardoso

"Sim, seu IMBECIL, isso se chama PESQUISA" --> hahahahaha EPIC

WIN

Responder

carlitus 4 anos atrs black4cum

@black4cum,

Interessante a capacidade do Cardoso em atrair trolls, at em textos que no

deixam praticamente nenhuma brecha para isso.

Responder

Emanuel Laguna 4 anos atrs black4cum

black4cum = rosano444 + Maria Beatriz + zanproc + Jonas Flipper

Responder

arnoanderson 4 anos atrs Emanuel Laguna

@Emanuel Laguna, acho que voc encontrou seu nmesis.

Responder

Wallacy 4 anos atrs black4cum

@black4cum,

Voc esperto mesmo!

"Pega um monte de informaes de sites em ingls, faz uma compilao e

escreve com suas palavras"

Quem dera que mais pessoas fizessem isso, porque o que mais vejo na net

pessoas inventando historias para "dar um de intelectual".

Responder

Lucas Polo 4 anos atrs black4cum

Voc sabe o que significa fazer compilao, meu filhote de trollzinho?

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Avelino De Almeida Bego 9 meses atrs

Toda essa trabalheira pra fazer um filme num estdio e nos enganar durante

dcadas? Reptilianos burros!

Responder

Jos Gomes 2 anos atrs

Parabens pelo texto. Leve, instrutivo, muito bacana mesmo. gostaria de ver mais

escritos assim pela rede, mas... Parabens de novo!

Responder

Andreh 4 anos atrs

Parabns pelo texto, muito prazeroso de ler. Fiquei feliz e ao mesmo tempo triste ao

l-lo. Feliz por ver do que o ser humano capaz e triste por constatar que o Brasil

ainda no terminou ainda o projeto do veculo para lanar satlites.

grande abrao,

Responder

giovaneh 4 anos atrs

E pensar que muita gente usa computadores s pra acessar orkut, mandar e-mail e

imprimir alguns documentos.

Nada contra... mas antigamente, parece que faziam muito mais com pouco.

Internet 128k ISDN? Era meu sonho de consumo em 1996.

Responder

Helder_Zero 4 anos atrs

Cardoso, #epicwin

Responder

ThiagoTietze 4 anos atrs

Vale comentar, mesmo que j feito vrias vezes por outros. Sensacional... OMFG...

Seja l o que for.

Minha dislexia me impede de ler a maioria de textos deste "tamanho", mas se props

to envolvente que passou despercebido.

No ms, encaminhei aos colegas da consultoria onde trabalho. Merece ser

compartilhado.

Se tivesse recebido textos como esses de meus "pseudo-professores", talvez no

tivesse trocado 3 vezes de facul.

Parabns. Simples assim.

Responder

mesgra2 4 anos atrs

Cardoso, vc pode indicar algum livro sobre a histria da corrida espacial ? (Livro

mesmo... de papel, aquela coisa velha, que a gente tem que carregar e tudo mais.)

Valeu!

Responder

Kalinke 4 anos atrs

Comentrio fugindo ao texto: Watchmen foda!

Responder

depaul40 4 anos atrs

Cardoso v se superou neste texto!!Esquerdismos a parte,o Amir Klink nos contou

do programa espacial sovietico (que ele visitou),e o mais impressionante que os

caras foram ao espao usando tecnologia de trator,citando a estria da caneta da

nasa que custava milhes e o russo usou um lpis.Pena que as histrias de l no

so divulgadas.

Responder

arnoanderson 4 anos atrs

J encaminhei o link do artigo para alguns amigos e colegas, coisa que no costumo

fazer, de to bom que ficou esse texto.

Parabns Cardoso.

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sanpicciarelli 4 anos atrs

Excelente texto.

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Joel Nascimento Jr. 4 anos atrs

Toda e qualquer forma de prestar memria a estes gnios da cincia mais que

merecido.

E hoje, quando vemos Kinects, iPods com giroscopios, um cu lotado de avies que

decolam, voam e pousam sozinhos e tecnologia em todos os lugares, me vem na

cabea as clebres palavras de Sir Isaac Newton:

If I have seen further it is only by standing on the shoulders of giants.

Um texto pra posteridade, Cardoso. Parabns!

Responder

caioluizdangelo 4 anos atrs

Comentrio tardio mas o texto genial de fato. Faz programadores como eu pararem

para refletir.

E eu que achei um p no saco ter que fazer meia dzia de programas simples em

assembly na faculdade... Os caras pousaram uma nave na lua!

Esses caras faziam as coisas acontecer e textos como esse do orgulho de saber do

que ns seres humanos somos capazes. Basta dedicao e trabalho.

Responder

lordtux 4 anos atrs

Genial Cardoso.

Sabe o mais engraado disso, depois de uma explicao como essa, com tantos

dados, mostrando toda a tencologia utilizada para colocar algo na Lua, j vi

professores da rea de tecnologia, assim como muitos outros pseudo-gnios,

dizerem que o home nunca foi a Lua por que simplesmente nunca tivemos tecnologia

para isso.

Responder

Gigaflops 4 anos atrs

Realmente emocionante!

Todo mundo j disse, mas... lindo texto. Parabns e obrigado.

Responder

Emanuel Laguna 4 anos atrs Gigaflops

@Gigaflops, de nada: volte sempre! :lol:

Responder

gigaflops 4 anos atrs Emanuel Laguna

@Emanuel Laguna, hahahahaha

Responder

Helder_Zero 4 anos atrs Emanuel Laguna

@Emanuel Laguna, Hahahaha...

Responder

maximusgambiarra 4 anos atrs

Esse texto foi dos bons. Muito bom!

Responder

brunoalves65 4 anos atrs

Todo esse texto gigante conta uma histria da carochinha, criada com a inteno de

nos fazer acreditar na capacidade humana de superar desafios pretensamente

inatingveis.

Balela.

At o Sr. Cardoso sabe disso (vai ver ele foi muito bem pago pr calar a boca e

escrever esse artigo du caralho)

TODO MUNDO SABE QUE O SUCESSO DAS VIAGENS LUA SE DEVE QUELE

CARA AZUL QUE APARECE ALI NA FOTO!

Parece que vocs nunca leram os clssicos!

bigua.kun 4 anos atrs

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bigua.kun 4 anos atrs

Por textos como esse, e vrios outros, q sou f do Cardoso. timo , parabns

Responder

robsonf 4 anos atrs

Artigo de excelente qualidade.

Parabns pela escrita didtica e de timo contedo!

E acessem http://www.epigrafeslegais.org

:)

Responder

jmarques 4 anos atrs

Realmente uma obra prima do Cardoso, alm de muito informativo, parece um

romance que gente no consegue parar de ler...

Responder

gatodibotas 4 anos atrs

Rapaz Cardoso Que belo texto, muito bom !!!

Responder

Marcelo Santos 4 anos atrs

Simplesmente um dos melhores textos que l aqui. Sensacional. Parabns!

Responder

Rodrigo Lopes 4 anos atrs

timo post. Excelente texto!

Responder

Vinicius_K 4 anos atrs

Excelente artigo. Parabns.

Espero ainda estar vivo quando o primeiro pouso tripulado a Marte acontecer, sem

sombra de dvidas ser genial acompanhar e comparar as duas situaes,

principalmente a tecnologia envolvida.

Responder

chantinon 4 anos atrs

Bootou pra f. Parabns Cardoso!

Responder

Andr Luis Pereira dos Santos 4 anos atrs

Belo panorama sobre aqueles dias fantsticos.

Redao impecvel.

Fiquei com saudades dos meus dias e noites passados com o bom assembly.

Hoje uso s C e C++. Mas a nostalgia aperta de vez em quando.

Responder

ddias1980 4 anos atrs

Serio.. melhor texto que j li.. puta merda cara.

Responder

Zmaster 4 anos atrs

Excelente, impressionante, genial!!

Agora a pergunta!

Porque no temos programadores deste nvel para produzir softwares leves, com n

recursos e que rodam em qualquer pc dos anos 90 com eficincia?

Tanto poder computacional hoje e muita porcaria no mercado!

Parabns pelo post super informativo!!

Estes foram os reis da escovao de bits! Eles respiravam 0 E 1!!

Pryderi 4 anos atrs

Alguns pseudoeditores do MeioBit deveriam fazer curso de redao e estilo com o

Cardoso, tanto pelo que escrito quanto por como foi escrito. Cardoso no precisa de

parabns para escrever bem (quando quer), mas mesmo assim obrigao

reconhecer quando vemos um primor de texto. Realmente, excelente. Parabns,

Cardoso.

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Cardoso.

.

Science Rulez!

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Carlos Cardoso 4 anos atrs Pryderi

@Pryderi, "quando quer" quem dera fosse to simples.

Responder

Pryderi 4 anos atrs Carlos Cardoso

@Carlos Cardoso, sorry about that, mas seus melhores textos so

quando vc est mais preocupado com o contedo do que espetar

algum. Foi isso que eu quis dizer.

Responder

qiqgclub 4 anos atrs Pryderi

@Pryderi, procure pelas preposies e locues prepositivas

que voc encontrar todas as alfinetadas. =)

Sabia que j tinha lido alguma pagao de pau para a genial

capacidade deles de expremer cdigos:

http://meiobit.com/15564/us250...

Eu penso que um desperdcio absurdo o que fazem hoje,

principalmente com jogos. Cada vez maior a necessidade de

hardware, para jogos que rodariam com MUITO menos se

fossem minimamente revisados ou otimizados.

Responder

Carlos Cardoso 4 anos atrs Pryderi

@Pryderi, e eu digo que de qualquer jeito d trabalho, mas esse

tem suas espetadas tambm, s procurar ;)

Responder

Emanuel Laguna 4 anos atrs Pryderi

@Andr Pryderi, no sou 'pseudoeditor' e sim um "pseudocolaborador" do

Meio Bit. E, assim que eu arranjar alguma verba, farei um curso de redao

com o Sir Cardoso. Agradeo teu conselho: sei o quanto tu detestas meus

textos recheados de links e trabalharei para diminuir a poluio visual nos

meus posts. ;-)

Responder

Pryderi 4 anos atrs Emanuel Laguna

@Emanuel Laguna, eu no estava me referindo a vc, Laguna. Sem

paranoia, ok? ;)

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