航天飛機(jī)或者國(guó)際空間站的操作系統(tǒng)是什么？

時(shí)間：2023-11-05 07:30:01 | 來(lái)源：網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)

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航天飛機(jī)或者國(guó)際空間站的操作系統(tǒng)是什么？：國(guó)際空間站是分好幾個(gè)階段建成的，內(nèi)部的信息系統(tǒng)也并不統(tǒng)一。大體上分為俄羅斯艙段，美國(guó)艙段和附加系統(tǒng)三個(gè)部分。

俄羅斯艙段的運(yùn)行管理系統(tǒng)，也就是樓主說(shuō)的操作系統(tǒng)，稱為“數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”（DMS），核心是三枚相互校驗(yàn)的CPU，以及一組備份系統(tǒng)。它的操作系統(tǒng)為VxWorks 5.3，是上世紀(jì)90年代的一款商用嵌入式操作系統(tǒng)。

（DMS-R）

美國(guó)艙段的信息系統(tǒng)核心是“multiplexer/demultiplexer (MDM)”，由美國(guó)空軍的航電系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，采用Ada語(yǔ)言。這套系統(tǒng)相比俄羅斯艙段的VxWorks更加原始，嚴(yán)格來(lái)講不應(yīng)該算現(xiàn)在計(jì)算機(jī)科學(xué)意義上的“操作系統(tǒng)”，而是屬于一個(gè)底層的通信預(yù)處理模塊。因?yàn)樗墓δ苁謫我唬褪前央娮有盘?hào)組合(multiplex)或者拆分(demultiplex), 如果一定要說(shuō)操作系統(tǒng)，那Ada軟件的運(yùn)行環(huán)境(Runtime Environment) 就是它的操作系統(tǒng)。

（航天員維修MDM）

附加系統(tǒng)，也就是空間站艙段總體建成后，各國(guó)向上運(yùn)輸安裝的各種試驗(yàn)設(shè)備的操作系統(tǒng)，因?yàn)楸容^新，反倒要先進(jìn)的多。主要是各種版本的Linux，比如Debian。樓主說(shuō)的比較“酷炫”的界面，應(yīng)該是屬于這些系統(tǒng)。

“為什么不升級(jí)？”，其實(shí)迄今為止，空間站進(jìn)行過(guò)多次有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)升級(jí)，比如2013年5月曾經(jīng)更換過(guò)MDM的7枚處理單元（總共47枚）。但由于整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)推倒重來(lái)風(fēng)險(xiǎn)太大，這種修修補(bǔ)補(bǔ)的升級(jí)無(wú)法徹底改變國(guó)際空間站誕生于上世紀(jì)90年代這個(gè)事實(shí)。

航天飛機(jī)比國(guó)際空間站還要早很多（1981年首飛）。那時(shí)的計(jì)算機(jī)都是高度定制化的，因此他們的軟件也是跟硬件高度綁定的，沒(méi)有，也不需要通用化的軟件接口，也就是現(xiàn)在意義上的操作系統(tǒng)。航天飛機(jī)上安裝了五臺(tái)IBM開(kāi)發(fā)的GPC（叫做General Purpose Computer，雖然在今天來(lái)看依然不是“通用的”），在著陸過(guò)程，也就是像飛機(jī)一樣在大氣層內(nèi)飛行并降落過(guò)程中，其中四臺(tái)運(yùn)行“主控飛行軟件”PASS（Primary Avionics System Software），一臺(tái)運(yùn)行備份系統(tǒng)。航天飛機(jī)在軌工作時(shí)候，運(yùn)行另一套系統(tǒng)VU（Vehicle Utility），負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械臂，導(dǎo)航模塊和生命維持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并發(fā)布指令。

（航天飛機(jī)的一塊主控板）

這些系統(tǒng)大部分由HAL/S語(yǔ)言寫(xiě)成，另外還有DFG(Display Format Generator)，這些“語(yǔ)言”嚴(yán)格來(lái)說(shuō)屬于定制化計(jì)算機(jī)高度專用的指令集，在今天來(lái)看介于機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言之間，跟大部分程序員用的高級(jí)語(yǔ)言很不一樣。這些硬件早已經(jīng)不再使用，所以這些語(yǔ)言至今也已經(jīng)沒(méi)有人會(huì)了。

（航天飛機(jī)控制界面）

同時(shí)期的俄羅斯聯(lián)盟飛船操作界面：

時(shí)光飛逝到2020年，SpaceX載人龍上天，兩位曾執(zhí)飛過(guò)航天飛機(jī)的航天員面前，是寬大的觸屏控制（當(dāng)然它也有備份的按鈕操作界面）

這應(yīng)該是目前太空里最友好的人機(jī)界面了。