用4KB的記憶體登陸月球? 從阿波羅11來看「軟體」和「程式語言」的力量

1969年7月21日，美國探月小艇-老鷹號，終於降落在月球寧靜海（sea of Tranquility），也在當天的凌晨2點56分（UTC時間），38歲的太空人阿姆斯壯，左腳終於踏上了當時夢想的地圖，成為了第一個踏上月球表面的人類，而那句成為後人流傳，永垂不朽的名言

That's one small step for (a) Man, one giant leap for mankind

「個人的一小步，是人類的一大步」

這個畫面想必大家多少透過電影、或是記錄片看過，僅管我們現在已經生活在被科技裝置環繞的年代，登入月球對我們來說，似乎已經不像約末50年前的那麼遙不可及，在阿波羅11號上，沒有我們現在不可或缺的iPhone，沒有Mac麥金塔電腦，沒有Microsoft，在一切資源貧乏的那個年代，這項艱鉅的任務，似乎只能用「遙不可及」的夢想來形容。

但你知道嗎?微軟公司成立在1975年，蘋果成立在1976年，但我們卻在1969年，完成了登陸月球的這個「滔天白日夢」，而你現在口袋裡的手機，甚至是家裡昂貴的智慧烤麵包機，裡面的硬體技術，都比阿波羅11號上的硬體來的先進嗎?

根據https://www.metroweekly.com/2014/07/to-the-moon-and-back-on-4kb-of-memory/上的報導，當時的設備主要都是透過IBM來提供的，但這樣的運算速度，連現在的USB都可以海放。當初阿波羅11號搭載的嚮導電腦上，只有1Mhz左右的運算速度，4kb的記憶體，32kb的儲存空間。

現在來看這些數據似乎有點模糊，那我們用比較法吧，iphone5s 16G的容量可是32kb的500,000倍，處理速度Samsung Galaxy 5S可是比他快了10,000倍呢，但這樣溫吞又慢速的電腦，在了解當初的時代背景之後，我們才知道這些古董，其實在當初都是所謂的「奇蹟」。

(現在的iPhoneX 又更快了，但大多數人做最耗效能的事情是拿來玩手遊)

在1960年代時，是電腦硬體飛黃騰達演進的一個重要元年，當時的電腦並沒有所謂的晶片、或是積體電路等，主要都是透過較大體積的真空管來當作功率元件的核心，直到了電晶體（transistor）的問世，才有效將電腦的體積和重量進行縮減。而除了硬體上的突破外，我們都知道現在在IoT的概念上，將裝置導入作業系統(Linux)，或是晶片導入python 或是 JavaScript 解析器都已經是常見的手法了。

但當時沒有這些技術，有的只是僅4kb的記憶體，如何去做軟體上的搭配運算，才有辦法成功的把太空人送上月球，並且送回家呢

這時候不得不提當初一位著名的女工程師，Margaret Hamilton，在阿波羅計劃啟動的同時，他加入了，也改變了數位世界的歷史。1961年為了讓阿波羅計劃提高成行的可行性，麻省理工學院的儀器實驗室也全力進行研發，最後Hamilton 和她的同事們，發明了世界上第一台可攜式電腦的程式碼，從此也奠定了「軟體」在阿波羅計劃，以及世界的地位。

資料來源: https://en.wikipedia.org/wiki/Margaret_Hamilton_(scientist)

在阿波羅計劃裡，Margaret Hamilton完成了模擬阿波羅著陸器如何運作的程式碼，也就是「阿波羅登月計劃程式」，讓太空人可以在出發前，模擬一切可能發生的狀況，不過，別忘記，程式需要在巨型Honeywell電腦上運作，往往每小部分都需要通宵達旦才能完成。

「我們不單要確保所有東西運作良好，而且軟體還要配合硬體、人手和任務本身一起工作。」於是史上首套由人手操控，但具備線傳操控（fly-by-wire）技術的太空機艙電腦導航系統誕生了，也成為現今商業客機中導航系統的先驅。

除了軟體本身的建構外，在阿波羅 11 號的著陸上，也因為有 Hamilton 和其他工程師的努力，讓本來警報頻繁的登月計劃，最後化險為夷。

誰能想到從1961年的小實驗室，在接下來的 8 年，已有超過 400 人同時為阿波羅計劃寫程式，「軟體」不僅成功登月的關鍵，也受到了產業界的高度重視，更孕育出之後超過4000 億美元的產業，也就奠定了軟體和系統工程的專業性地位。

一台只有 4kb記憶體的電腦，最後靠著Margaret Hamilton以及眾多工程師的努力，賦予了他智慧，這中間巧妙的連動和設計，都是必須依靠著軟體和系統整合的力量，才有辦法完成的艱鉅任務，也許你懂Python 、PHP 、Ruby On Rails或是 JavaScript，但別忘了，所有先進的技術或語言，都只是解決問題的工具，而非是解決問題的核心。因為技術並非萬能，像現在許多IoT與裝置串聯的解決方案裡，往往因為預算考量，僅能透過C/C++成為與機器元件或是裝置互動的核心語言，而身為軟體工程師的我們，更應該具備本身處理問題的核心技術，最底層的技術，往往通常才是最可行的解決方案。

所以在追求革新的同時，如何有效應用現有資源，結合硬體的運作，才是身為一位軟體工程師可以破釜沉舟的不二法門。

最後附上NASA的Github讓大家參考參考

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