美国太夸张了，当年竟然靠着内存4KB的计算机，成就了登月奇迹

综述

1969年7月20日人类历史迎来了一个重要的时刻。阿波罗11号成功着陆在月球表面，成为了人类历史上第一次登上月球表面的设备。宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为了第一批登月的人类。

他们在月球上留下了永恒的脚印，插上了国旗，收集了宝贵的岩石样本。这次伟大的登月任务，不仅是对太空的探索，更是对人类智慧和勇气的最好诠释，它激发了后人无尽的创造力。

然而，在当时的登月飞船上，搭载的居然是一台内存容量仅有4KB的计算机！这台计算机的功能被局限得多么严格？它又是如何与飞船和宇航员进行交互的呢？

阿波罗导航计算机的特点

这个计算机名为阿波罗导航计算机（AGC），是专门为美国国家航空航天局（NASA）的阿波罗计划设计和制造的一种数字电子计算机，其主要功能是为飞船提供导航和飞行控制功能。

AGC的内存非常有限，仅为4KB，相当于4000个字节。这意味着它只能存储约4000个字符，或者说4000个0和1的组合。与现代计算机相比，AGC的内存量几乎微不足道，仅相当于一张普通照片的千分之一。

除了内存，AGC的其他参数也十分有限。它的运行速度只有1MHz，相当于每秒执行100万条指令。

这与现代计算机相比慢了几千倍，甚至比一些智能手机都要慢得多。但它的重量却有32公斤，相当于一个小学生的体重了，尺寸为61厘米×32厘米×17厘米，与一个小型行李箱大小相仿。而功耗为55瓦，相当于一个普通灯泡的功耗。

尽管AGC的性能如此低下，但它却能够完成导航和飞行控制的任务，成功将阿波罗11号带上月球。这又是如何做到的呢？它又是如何与飞船和宇航员进行交互的呢？这就涉及到了AGC的精妙语言设计。

阿波罗编程语言的创新

为了完成登月任务，NASA采取了一系列创新举措，其中之一是专门为AGC开发了一种名为APL的编程语言。

APL是一种汇编语言，也就是说，它是直接对应计算机硬件的低级语言。每条指令由0和1组成，占用15位。

为了让宇航员更容易地与计算机交互，NASA设计了一种简单的语法，宇航员只需以“动词+名词”的形式输入指令。动词表示要执行的操作，名词表示要操作的对象。

例如，输入06+62，即可让计算机以十进制显示飞船的速度、高度和高度变化率；输入16+81，则是指示计算机执行着陆程序。

虽然APL的语法简单，但却非常灵活。它可以根据不同的任务进行不同的配置。例如，当飞船在地球轨道时，计算机会使用一套指令；当飞船在月球轨道时，计算机会使用另一套指令；当飞船在月球着陆时，计算机则会切换成着陆模式。

这些指令事先编写并存储在计算机的只读内存中。宇航员只需按照程序输入相应的动词和名词，就可以让计算机执行正确的操作。

APL的设计具有多个优点。首先，它节省了计算机的存储空间。由于每条指令只占用15位，而且仅需输入两个数字表示一个动词或名词，因此减少了存储所需的空间。

其次，APL提高了计算机的运行效率。每条指令直接对应硬件，无需经过复杂的转换，因此能够快速执行。第三，它简化了操作流程。宇航员无需记忆复杂的命令，只需按照程序输入简单的数字，即可控制飞船。

然而，APL也存在一些缺点。最显著的是，它不易记忆。因为每个动词和名词都用数字表示，并且每个任务都有不同的配置，宇航员必须熟练掌握每个数字的含义才能正确使用计算机。

此外，APL不易修改。因为指令存储在只读内存中，若出现错误或需要更新，必须更换整个内存模块，这非常麻烦。

高效的存储方式

我们已经了解了AGC的基本情况，以及它使用的APL。那么，AGC是如何存储数据的呢？它使用的是一种古老而特殊的存储方式，叫做机绕磁芯线。

机绕磁芯线是一种利用电流的方向来表示0和1的信息的存储方式，它的原理是这样的：首先，用一根细铜线，把一个小圆环（磁芯）穿过两次，形成一个线圈。

然后，用这样的线圈，按照一定的规则，排列成一个矩阵，每个线圈都有一个地址，用来表示它在矩阵中的位置。

最后，用另一根细铜线，把这个矩阵连接到计算机的电路上，就可以通过改变电流的方向，来读写磁芯中的信息了。

机绕磁芯线的优点是，它非常安全可靠，不易受到干扰，不需要电源维持，即使断电也不会丢失数据。

这对于飞船来说，这是非常重要的，因为飞船在太空中，会遇到各种复杂的环境，如温度变化，辐射，震动等，如果存储方式不稳定，就可能导致计算机出现故障，甚至危及飞船和宇航员的安全。

机绕磁芯线的缺点是，它的容量非常小，成本非常高，不易修改。根据资料显示，AGC的只读内存，使用了36,864个磁芯，每个磁芯可以存储15位的信息，也就是说，只读内存的总容量是72KB，相当于72000个字节。

而AGC的随机存取内存，使用了2048个磁芯，每个磁芯可以存储16位的信息，也就是说，随机存取内存的总容量是4KB，相当于4000个字节。

这样的容量，对于现代的计算机来说，是非常微小的。而且，每个磁芯都是由人工用铜线穿过的，这是一项非常耗时费力的工作，每个磁芯的成本都很高。另外，由于磁芯线是固定的，如果要修改数据，就必须重新穿线，这是非常麻烦的。

结语

这次登月计划不仅仅是对太空的一次探索，更展示了人类在面对自然的无限广袤时所展现出的勇气。

随着计算机技术的飞速发展，我们能够更好地探索和利用太空资源，但同时也将迎来更多的问题。我们期待着未来更多的太空探索之旅，也期待着计算机技术在此过程中的不断进步，为人类文明的发展添砖加瓦。

最后，由于平台规则，只有当您跟我有更多互动的时候，才会被认定为铁粉。如果您喜欢我的文章，可以点个“关注”，成为铁粉后能第一时间收到文章推送。