National Bureau of Standards
Washington, D.C.
National Bureau of Standards, ABD Weather Bureau ile iş birliği içinde, otomatik hava istasyonu kavramını araştırmada bir araştırma aracı olarak kullanılmak üzere Weather Bureau için özelleştirilmiş bir dijital bilgisayarın dördüncü modelini geliştirmiştir.
AMOS IV bilgisayarı, hava algılama aygıtlarından veri alır ve bu verileri örnekleme, karşılaştırma, maksimum seçimi ve aritmetik işlemler gibi işlevler aracılığıyla işler. Sonuçlar teleprinter aracılığıyla merkezi bir tahmin istasyonuna ve diğer havaalanı hava istasyonlarına iletilir. Hava güvenliğine yardımcı olmak üzere yakın zamanda geliştirilen iki niceliğin—pist görüş mesafesi ve yaklaşma ışığı temas yüksekliği—değerleri, otomatik tablo araması yoluyla makine tarafından sağlanır.
Otomatik Hava İstasyonları
Weather Bureau, birkaç yıldır otomatik bir hava istasyonunun olanaklarını değerlendirmektedir. Bu tür istasyonlar geniş bir alana dağıtılabilir ve özellikle meteorolojik etkinliklere ilişkin erken verilerin önemli kaynakları olan, nispeten erişilmesi güç konumlarda son derece yararlı olur.
Bu kavramın çeşitli geliştirme prototipleri AMOS (Automatic Meteorological Observation Station) olarak adlandırılmıştır; transistörlü paketler içeren mevcut sürüm AMOS IV’tür. Bu model, NBS Veri İşleme Sistemleri Laboratuvarı’ndan Paul Meissner ve J. A. Cunningham ile ABD Weather Bureau’dan C. A. Kettering tarafından tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu çalışma, NBS’nin Weather Bureau için daha önce yaptığı ve bir ceilometer’dan gelen bulut yüksekliği sinyallerinin işlenmesine yönelik özel bir bilgisayarla sonuçlanan çalışmaların devamı niteliğindedir. Ceilometer, AMOS III ile birlikte kullanılmak üzere düşünülmüştü.
Gerekli Hesaplamalar
Bulut yüksekliği ve yağış gibi AMOS bilgisayarlarına giren bazı nicelikler, anlık değerlerle tatmin edici biçimde temsil edilemez; bunların zaman ortalamasının alınması gerekir. Bu nedenle, bu nicelikleri ölçen farklı aygıtlarla değişen miktarlarda veri işleme ilişkilendirilmelidir.
AMOS III kavramında, bu işlevler için birkaç karmaşık birim gerekliydi. Birçok işlev benzer olmasına rağmen, bireysel birimlerin yalıtık biçimde geliştirilmesinden kaynaklanan tasarım çeşitliliği nedeniyle donanım en aza indirilememişti. Tüm sistemin analizi, donanımda ve dolayısıyla bakımda önemli bir azaltma yapılabileceğini gösterdi.
AMOS IV’te otomatik hava istasyonu, özellikle bu uygulama için tasarlanmış tek bir küçük, genel amaçlı bilgisayar etrafında yapılandırılmıştır. Bilgisayar, giriş aygıtlarından istenen herhangi bir aralıkta veri alır. Bu veriler uygun şekilde işlenir ve çeşitli ileti biçimlerinde ve farklı hızlarda teleprinter iletimi için belirlenmiş bir sıraya konur. Bilgisayar ayrıca yerel ve uzak göstergeleri çalıştırır.
Dahili olarak programlanan makinenin doğasında bulunan esneklik sayesinde, veri işlemenin en uygun biçimi üzerine araştırma yapmak için geniş bir serbestlik mevcuttur.
Giriş Nicelikleri
Bilgisayar, yeni giriş verilerini sürekli olarak izlerken, eşzamanlı olarak daha önce girilmiş verileri işler ve komut üzerine iletiler gönderir. AMOS IV bilgisayarının işleyebildiği giriş nicelikleri arasında sıcaklık, çiğ noktası, rüzgâr hızı ve yönü, atmosfer basıncı, yağış, geçirgenlik ve bulut yüksekliği yer alır.
Giriş verileri, analog gerilim, akım veya direnç gibi mümkün olan en basit biçimde; ayrıca darbe hızı veya kontak kapanması şeklinde doğrudan aygıtlardan alınabilir. Bilgiler, mil konum kodlayıcılarıyla sıkça kullanılan Gray ikili kodu gibi kodlanmış biçimde de alınabilir.
Hava ölçüm aygıtlarının ve ölçülen niceliklerin doğası, giriş verilerini çoğunlukla iki ya da üç ondalık basamakla sınırlar; bu nedenle sözcük uzunluğu işaret dahil üç basamaktır. Daha yüksek doğruluk gerektiren az sayıdaki durum için çift hassasiyet yöntemleri mevcuttur. Makine ile iletişim elektrikli daktilo veya delikli şerit aracılığıyla sağlanır.
Bilgisayar devreleri, Standartlar Bürosu’nda çeşitli veri işleme uygulamaları için tasarlanmış transistörlü tak-çıkar modüllere dayanmaktadır. Bu 50 kHz’lik paketler flip-flop, analog anahtar ve kapılama devresi işlevlerini ve diğerlerini yerine getirir.
Depolama
Verileri depolamak için makine, 1800 dev/dak hızında çalışan ve her biri 100 sözcükten oluşan 100 genel depolama kanalını taşıyan, ayrıca 100 ek kanal için alanı bulunan bir manyetik tambur kullanır. Gelen verilerin, giden iletilerin vb. eşzamanlı okunması ve yazılması için birkaç çift kafalı kanal mevcuttur.
Manyetik tambur, pist görüş mesafesi ve yaklaşma ışığı temas yüksekliği hesaplamalarında yer alan tablo araması için gereken geniş depolama kapasitesini sağlar.
Tambur üzerinde yaklaşık 35 tablo depolanır; her tablo yaklaşık 90 adet üç basamaklı değer içerir.
Pist Görüş Mesafesi
Bu tabloların bir kümesi, pist görsel menzili (RVR) ile ilgili verileri içerir; yani teker koyma noktasından itibaren pilotun pist boyunca görebildiği mesafe—genellikle pist aydınlatmasına (doğal ve yapay) ve atmosferik koşullara bağlı olarak 1000 ile 6500 feet arasındadır. RVR belirlemesi için birincil girdi, bir transmisometre okumasıdır. Bilgisayar bu okumayı sürekli izler ve uygun karşılık gelen RVR değerini "tablodan bulur"; bu değer daha sonra yerel olarak görüntülenir ve teleks mesajına eklenir.
Yaklaşma Işıklarını Tanımlama Yüksekliği
Diğer tablo kümesi, yaklaşma ışığı temas yüksekliği (ALCH) ile ilgili verileri içerir; yani pilotun yaklaşma ışıklarını tanımlayabildiği yükseklik. ALCH, arka plan aydınlatma düzeyinden, atmosferik koşullardan ve hâkim koşullara göre ayarlanan yaklaşma ışıklarının şiddetinden etkilenir. Ceilometre tarafından gösterilen alçak bulutlar ya da transmisometre tarafından algılanan sis veya kar nedeniyle sınırlayıcı koşullar belirtiliyorsa, engelleyici faktöre dayalı bir ALCH değeri elde edilir. Her iki faktör de mevcutsa, iki hesaplama yapılır; makine daha sonra daha düşük değeri belirler ve görüntüler.
Bu tür bilgilerde istatistiksel bir belirsizlik bulunduğundan, iki irtifa değeri sunulur. Daha yüksek irtifa, pilotun yaklaşma ışıklarını görme olasılığının yüzde 20 olduğu değerdir; daha düşük irtifa ise bu olasılığın yüzde 90 olduğu değerdir.
Kaynaklar
- Hava durumu verilerinin elde edilmesi için bir bilgisayar, P. Meissner, J. Cunningham ve C. Kettering (yayınlanacak, Proc. of EJCP, 1960).
- Bulut yüksekliği veri analizörü, NBS Tech. News Bull., 43, 180 (1959).
- Paketlenmiş anahtarlama devreleri, NBS Tech. News Bull., 43, 184 (1959).