信息處理技術(shù)培訓(xùn)講座

1、中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電控制工程系主講人：焦國(guó)太教授第二章 軍用計(jì)算機(jī)技術(shù) 主要內(nèi)容：n1、嵌入式計(jì)算機(jī) n2、軍用計(jì)算機(jī) 1、嵌入式計(jì)算機(jī)一、嵌入式計(jì)算機(jī)的定義 1、什么是嵌入式計(jì)算機(jī) 2、軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的分類二、軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的特征及關(guān)鍵技術(shù) 1、軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的特征 2、嵌入式計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù) 3、軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的重要相關(guān)技術(shù)三、嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例四、研制發(fā)展和應(yīng)用前景一、嵌入式計(jì)算機(jī)的定義嵌入在宿主系統(tǒng)中使嵌入在宿主系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)用的計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)軍用嵌入式計(jì)算機(jī)作為武器和武器系統(tǒng)作為武器和武器系統(tǒng)組成部分的計(jì)算機(jī)組成部分的計(jì)算機(jī)軍用軍用嵌入式計(jì)算機(jī)

2、嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)的分類按使用領(lǐng)域分類：嵌入式計(jì)算機(jī)軍用民用軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的分類按裝載平臺(tái)區(qū)分為：車(chē)載計(jì)算機(jī)艦載計(jì)算機(jī)機(jī)載計(jì)算機(jī)彈上計(jì)算機(jī)星上計(jì)算機(jī)軍用嵌入式計(jì)算機(jī)軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的特征 (1)功能嵌入與結(jié)構(gòu)嵌入； (2)直接與傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接； (3)高可靠性、高安全性； (4)實(shí)時(shí)性； (5)程序固定、界面簡(jiǎn)單、整體更替、脫機(jī)維護(hù)； (6)性能指標(biāo)與宿主系統(tǒng)相適應(yīng)； (7)單片機(jī)、單板機(jī)的用武之地。 嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入在武器或武器系統(tǒng)之中，是其重要的組成部分，不獨(dú)立于該宿主武器系統(tǒng)運(yùn)行。因此，嵌入式計(jì)算機(jī)的體積、質(zhì)量、形狀等物理結(jié)構(gòu)參數(shù)要適應(yīng)宿主武器系統(tǒng)所能提供的嵌入環(huán)境和條件

3、。 相比較而言，導(dǎo)彈、衛(wèi)星、坦克、潛艇武器或平臺(tái)所能提供的環(huán)境或條件往往極為苛刻，而艦船、指揮基地則較為寬松。功能嵌入與結(jié)構(gòu)嵌入 由于嵌入式計(jì)算機(jī)多作為武器或武器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，因此其輸入端多與傳感器相連接以獲取各種實(shí)時(shí)信息，這些信息經(jīng)處理而產(chǎn)生的輸出信息多用于控制驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或被輸出顯示，以供輔助決策。直接與傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接高可靠性、高安全性 多數(shù)嵌入式計(jì)算機(jī)將在其宿主武器系統(tǒng)的運(yùn)行、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)歷高低溫、高濕、鹽霧、塵埃、振動(dòng)、加速度、劇烈沖擊等惡劣環(huán)境，甚至還有輻射、電磁脈沖以及人為強(qiáng)電磁干擾的侵襲，因而都需按其使用環(huán)境要求進(jìn)行加固，以確保其惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行，因?yàn)?/p>

4、其可靠性直接關(guān)系到武器系統(tǒng)的安全和作戰(zhàn)效能。 由于嵌入式計(jì)算機(jī)是武器的作用距離、精度、自動(dòng)搜索能力、殺傷能力、機(jī)動(dòng)性、靈活性以及自我保護(hù)能力的主要技術(shù)基礎(chǔ)，因而也是敵人的主要攻擊目標(biāo)。所以，除可靠性外，安全性也同樣重要。必須采取諸如防計(jì)算機(jī)病毒、防信息泄漏、防非授權(quán)入侵等安全性措施。實(shí)時(shí)性 嵌入式計(jì)算機(jī)有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性約束。從接收傳感器的輸入信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，到輸出信號(hào)的產(chǎn)生，都受實(shí)時(shí)因素約束。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，作戰(zhàn)雙方大量使用了愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈和飛毛腿導(dǎo)彈。愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈在偵知飛毛腿導(dǎo)彈發(fā)射后，必須在飛毛腿導(dǎo)彈擊中有效目標(biāo)前，實(shí)時(shí)作出反應(yīng)。愛(ài)國(guó)者導(dǎo)彈防空系統(tǒng)從其相控陣?yán)走_(dá)截獲目標(biāo)到打出導(dǎo)彈只有15s的時(shí)間

5、窗口。離開(kāi)實(shí)時(shí)性，其它性能就無(wú)從說(shuō)起。 程序固定、界面簡(jiǎn)單、整體更替、脫機(jī)維護(hù) 嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序往往固定不變，雖然亦可以修改和擴(kuò)充，但是一旦投入使用，將長(zhǎng)時(shí)間不作變更，因此其操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序往往被固化。而且嵌入式計(jì)算機(jī)一般沒(méi)有用作人機(jī)界面的輸入鍵盤(pán)和顯示輸出設(shè)備。因而，其軟件的開(kāi)發(fā)調(diào)試，需有另外的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 由于嵌入使用，不獨(dú)立運(yùn)行，以及牢固組裝和缺少人機(jī)界面等因素，往往小小的故障在現(xiàn)場(chǎng)亦很難排除。如星載嵌入式計(jì)算機(jī)一旦投入軌道運(yùn)行，就不能現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。因此，嵌入式計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，除盡可能提高可靠性以減少維護(hù)要求外，亦要盡可能考慮整體更替和脫機(jī)維護(hù)的方便。 嵌入式計(jì)算機(jī)雖然在提高武器自動(dòng)尋

6、的能力、自動(dòng)化作戰(zhàn)指揮、控制等重要功能上起著核心作用，然而從整個(gè)武器系統(tǒng)的角度看，它僅僅是提高武器性能的一個(gè)重要組成部分，是武器系統(tǒng)的一個(gè)部件(雖然可能是核心部件)，而不是武器的主體。因此，嵌入式計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)應(yīng)適應(yīng)宿主武器系統(tǒng)的水平和要求?，F(xiàn)代武器系統(tǒng)的每個(gè)組成部分在運(yùn)行環(huán)境中都要互相配合和制約。某一單個(gè)環(huán)節(jié)性能特別優(yōu)越未必能增加系統(tǒng)的整體功能，而往往只是一種不必要的奢侈。但某個(gè)單個(gè)環(huán)節(jié)的性能低下，必定會(huì)造成系統(tǒng)的功能下降，成為制約整個(gè)系統(tǒng)功能的薄弱環(huán)節(jié)。性能指標(biāo)與宿主系統(tǒng)相適應(yīng) 從數(shù)量上看，武器系統(tǒng)中使用嵌入式計(jì)算機(jī)最多的是單片機(jī)和單板機(jī)，尤其是單片機(jī)。數(shù)量巨大的靈巧炮彈、靈巧地雷、巡航

7、導(dǎo)彈等武器中都使用單片機(jī)、單板機(jī)。 現(xiàn)在單片機(jī)芯片內(nèi)還嵌埋有嵌入式控制器。當(dāng)前8位、16位、32位的單片機(jī)用量最多，而且64位市場(chǎng)增長(zhǎng)亦很快。單片機(jī)性能隨著微電子技術(shù)的進(jìn)展亦提高很快，主頻增加、集成度提高，RAM、ROM及外存容量增大，信息交換形式多樣。特別是植入嵌入式軟件的，在單片上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的，具有信號(hào)采集、AD和DA轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、處理及輸入出等功能的系統(tǒng)級(jí)芯片在武器系統(tǒng)中大有用武之地。單片機(jī)、單板機(jī)的用武之地 軍用嵌入式計(jì)算機(jī)所特有的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾種： 1)軍用加固技術(shù) 2)容錯(cuò)技術(shù) 3)數(shù)據(jù)融合技術(shù) 4）實(shí)時(shí)軟件技術(shù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序嵌入式計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù) 專門(mén)設(shè)計(jì)軍用

8、嵌入式計(jì)算機(jī)無(wú)疑是一種浪費(fèi)，因此它們很多都是以民用機(jī)為基礎(chǔ)經(jīng)加固而成的。按軍用標(biāo)準(zhǔn)(在美國(guó)為MILSTD一810C(D)加固的嵌入式計(jì)算機(jī)能承受戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中沖擊、振動(dòng)、濕度、溫度、加速度、泥水煙霧和塵埃以及太空自然輻射的考驗(yàn)。軍用加固技術(shù)容錯(cuò)技術(shù) 容錯(cuò)技術(shù)可在超大規(guī)模集成電路(VLSI)等芯片器件一級(jí)實(shí)施，也可在印制板模塊或部件一級(jí)實(shí)施，還可在系統(tǒng)一級(jí)來(lái)實(shí)施。其最基本的技術(shù)手段是冗余和重組。 數(shù)據(jù)融合技術(shù)是利用多源數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性、目標(biāo)與環(huán)境及其它諸多制約因素的相關(guān)性，通過(guò)計(jì)算機(jī)綜合的、智能的信息處理技術(shù)來(lái)提高目標(biāo)識(shí)別和定位的精度、態(tài)勢(shì)和威脅評(píng)估的正確性、優(yōu)化決策方案質(zhì)量的一種技術(shù)。 數(shù)據(jù)融合技術(shù)

9、嵌入式計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)性由其硬件、軟件的綜合性能保證，其中硬件運(yùn)算速度、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)應(yīng)用程序起主要作用。由于嵌入式計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)相對(duì)固定，其應(yīng)用程序可以固化在芯片上，可以周而復(fù)始地使用。在嵌入式計(jì)算機(jī)中，往往是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序結(jié)合為一體化的實(shí)時(shí)運(yùn)行程序。實(shí)時(shí)軟件技術(shù)嵌入式計(jì)算機(jī)的相關(guān)技術(shù)：n網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n多媒體技術(shù)n信息安全技術(shù)n智能接口技術(shù)等。和武器的嵌入式系統(tǒng)更直接相關(guān)技術(shù)是：n傳感器n總線技術(shù)。軍用嵌入式計(jì)算機(jī)的重要相關(guān)技術(shù) 20世紀(jì)80年代中期以前美軍主要采用具有標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(ISA)的嵌入式計(jì)算機(jī)，例如陸軍的NEBULA系列，空軍的AYK-14，海軍的UYK-43和

10、UYK-44。嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例 1984年陸軍轉(zhuǎn)而大量使用以民用機(jī)為基礎(chǔ)的加固機(jī)以及MIL-SPEC計(jì)算機(jī)，如以PDPII和VAX系列為基礎(chǔ)的加固機(jī)，以Honewell公司的DPS-6為基礎(chǔ)的加固機(jī)和Rolm公司加固的NOVA機(jī)等。 空軍和海軍沒(méi)有終止標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，而是仍致力于用先進(jìn)的微電子技術(shù)超高速集成電路(VHSIC)來(lái)改造它們，使這些標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)不僅又輕又小，而且性能指標(biāo)成數(shù)量級(jí)地提高。與此同時(shí)，空軍和海軍也逐步開(kāi)始采用加固機(jī)以及MIL-SPEC計(jì)算機(jī)，海軍開(kāi)始大量使用Rolm公司的NOVA加固機(jī)UYK-19、MIL-SPEC計(jì)

11、算機(jī)和HoneyweIl公司的DPS-6加固機(jī)。嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的典型實(shí)例一些典型的嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用情況： 1）美國(guó)的B-1B多用途戰(zhàn)略飛機(jī) 2) 美國(guó)M-1坦克 3) F-15E鷹式戰(zhàn)斗機(jī) 4) 陸基巡航導(dǎo)彈美國(guó)的B1B多用途戰(zhàn)略飛機(jī) B-1 B飛機(jī)是多用途戰(zhàn)略武器系統(tǒng)，能充當(dāng)普通轟炸機(jī)、巡航導(dǎo)彈發(fā)射平臺(tái)以及戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略任務(wù)中的核武器發(fā)射系統(tǒng)。以 1 9 8 5年的價(jià)格計(jì)，B1B飛機(jī)每架約2億美元，安裝有進(jìn)攻性航空電子設(shè)備和防御性航空電子設(shè)備。在這些電子設(shè)備中嵌入有6臺(tái)IBM AP 101 F計(jì)算機(jī)，航空電子設(shè)備用4

12、條具有A、B冗余通道的MIL-STD-1553 B總線相連。IBM AP 101 F計(jì)算機(jī)是MILSTD一1750 A標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，使用J73語(yǔ)言編程。J73語(yǔ)言是一種可改造成適合Ada語(yǔ)言的語(yǔ)言。美國(guó)M1坦克 Ml坦克火控系統(tǒng)的核心是嵌入式計(jì)算機(jī)，該嵌入式計(jì)算機(jī)由TISBP9900型16位單片微處理機(jī)和高可靠性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成，還配以乘法器、信號(hào)處理器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、電源以及接口電路等。F一15E鷹式戰(zhàn)斗機(jī) 20世紀(jì)70年代初期F一15E戰(zhàn)斗機(jī)上用AP1計(jì)算機(jī)，1986年后改用IBM在1983年開(kāi)發(fā)成功的32位APIR中央計(jì)算機(jī)，而從1992年6月開(kāi)始，新的F15E飛機(jī)上又采

13、用新的超高速集成電路的16位VHSIC微計(jì)算機(jī)，其速度達(dá)到每秒3兆條指令，內(nèi)存容量為3MB6MB。這些都是MILSTD1750A標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，并且其性能仍然在不斷地提高。陸基巡航導(dǎo)彈 用6個(gè)Z8001微處理器構(gòu)成松耦合多重處理器結(jié)構(gòu)的嵌入式計(jì)算機(jī)裝備了一種陸基巡航導(dǎo)彈，進(jìn)行飛行參數(shù)處理、中段制導(dǎo)、末段制導(dǎo)、存儲(chǔ)管理、自動(dòng)尋的等處理。 研制發(fā)展和應(yīng)用前景1、美軍嵌入式計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程2嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用前景美軍嵌入式計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程這些軍事應(yīng)用包括以下幾方面：(1)軍事情報(bào)系統(tǒng)；(2)密碼系統(tǒng)；(3)武器系統(tǒng)整體的一部分武器系統(tǒng)實(shí)時(shí)作業(yè)的基礎(chǔ)，亦用于武器系統(tǒng)的專門(mén)訓(xùn)練、診斷測(cè)試和維護(hù)

14、、仿真校準(zhǔn)以及研制開(kāi)發(fā)；(4)直接履行軍事或情報(bào)任務(wù)各類傳感器、戰(zhàn)斗任務(wù)的布置、作戰(zhàn)設(shè)計(jì)、氣象環(huán)境的測(cè)量、電子戰(zhàn)、軍事通信、后勤等； (5)軍事力量的指揮控制。美軍嵌入式計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程 美軍在嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用上主要采取了以下政策：規(guī)范各軍種嵌入式計(jì)算機(jī)的煙囪式發(fā)展。普及Ada語(yǔ)言。采用商用現(xiàn)貨(COTS)和開(kāi)放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用前景1)電子戰(zhàn)武器2)C4ISR系統(tǒng)3)精密制導(dǎo)的智能化武器嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用前景就嵌入式計(jì)算機(jī)而言將會(huì)有以下發(fā)展前景： (1)追求小而輕 (2)提高可靠性 (3)提高性能指標(biāo) (4)模塊化的可靈活拼接的硬件和軟件。 (5)高智能化 (6)防核輻射和防核電

15、磁脈沖 (7)分布式應(yīng)用 (8)研制新的統(tǒng)一的編程語(yǔ)言2 軍用計(jì)算機(jī) 一、軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、技術(shù) 與特點(diǎn)二、軍用計(jì)算機(jī)的分類三、軍用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)四、軍用計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、技術(shù)與特點(diǎn)1、軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用2、軍用計(jì)算機(jī)技術(shù)3、軍用計(jì)算機(jī)特點(diǎn)軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 軍用計(jì)算機(jī)的主要用途有四個(gè)方面： (1)用于科學(xué)計(jì)算。 例如：核爆模擬計(jì)算，人造衛(wèi)星與彈道導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算等。 (2)用于軍事信息處理。 如對(duì)高速飛行目標(biāo)的各種信息進(jìn)行分析綜合；對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)預(yù)警、雷達(dá)搜索與跟蹤、遙感探測(cè)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；對(duì)大型武器系統(tǒng)的位置、射速、目標(biāo)分配進(jìn)行調(diào)整；對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上敵我雙方態(tài)勢(shì)信息的處理、顯示及威脅評(píng)估

16、與決策方案的優(yōu)化等。軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 3)用于自動(dòng)控制和過(guò)程控制。 例如導(dǎo)彈的制導(dǎo)控制和武器系統(tǒng)的火力控制，飛機(jī)、艦艇、地面戰(zhàn)斗車(chē)輛的自動(dòng)駕駛以及軍工部門(mén)的生產(chǎn)自動(dòng)化管理。(4)用于發(fā)展智能武器。 即用于發(fā)展能有意識(shí)地尋找、辨別、跟蹤、打擊敵方目標(biāo)的武器。軍用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 典型的軍事應(yīng)用系統(tǒng)例如： 美軍的全球指揮控制系統(tǒng)(GCCS)，是為美軍提供戰(zhàn)略指揮控制功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 在戰(zhàn)術(shù)指揮控制系統(tǒng)方面，海軍在航空母艦、巡洋艦、驅(qū)逐艦和兩棲登陸艦上安裝有海軍(戰(zhàn)術(shù))先進(jìn)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)(ACDS) 陸軍的21世紀(jì)部隊(duì)旅及旅以下戰(zhàn)斗指揮系統(tǒng)(FBCB2)是一個(gè)數(shù)字化的作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)，已裝備于美國(guó)第一個(gè)

17、數(shù)字化步兵師第四步兵師，該師裝備了約1200臺(tái)APPlique+標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)以及大量車(chē)載的“野戰(zhàn)2000(FW2000)”系列計(jì)算機(jī)。軍用計(jì)算機(jī)技術(shù) 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)組成：硬件技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。硬件技術(shù)主要包括：體系結(jié)構(gòu)、處理器、存儲(chǔ)器、輸入與輸出設(shè)備、總線和接口等技術(shù)。軟件技術(shù)主要包括：系統(tǒng)軟件(如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)言)支撐軟件和應(yīng)用軟件等技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)融合等技術(shù)軍用計(jì)算機(jī)技術(shù)通常軍用計(jì)算機(jī)技術(shù)主要涉及以下幾個(gè)方面：(1)為適應(yīng)軍事應(yīng)用環(huán)境所采用的技術(shù) 例如計(jì)算機(jī)加固技術(shù)，包括抗惡劣環(huán)境的加固技術(shù)和防信息

18、泄漏的加固技術(shù)。 (2)為適應(yīng)武器系統(tǒng)平臺(tái)所采用的技術(shù) 例如嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式計(jì)算機(jī)技術(shù)及與之相關(guān)的嵌人式操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和分布式操系統(tǒng)等技術(shù)。軍用計(jì)算機(jī)技術(shù)(3)為保證軍用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠、安全、保密運(yùn)行所采用的技術(shù)。 例如容錯(cuò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、安全操作系統(tǒng)技術(shù)。(4)專用設(shè)備技術(shù)。 例如武器系統(tǒng)中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)，前者用以接收雷達(dá)、聲納、激光、紅外等各種探測(cè)設(shè)備來(lái)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，輸入計(jì)算機(jī)處理，后者將處理結(jié)果從數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量用以控制武器系統(tǒng)。軍用計(jì)算機(jī)技術(shù) (5)系統(tǒng)集成與軍用計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)。 例如：圖形圖像處理技術(shù)、計(jì)

19、算機(jī)仿真技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、智能技術(shù)以及當(dāng)今普遍關(guān)注的移動(dòng)計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)和網(wǎng)格計(jì)算與應(yīng)用技術(shù)。軍用計(jì)算機(jī)特點(diǎn)軍用計(jì)算機(jī)的最主要特點(diǎn)：n可靠n安全n實(shí)時(shí)n抗惡劣環(huán)境n嵌入高可靠性 影響軍用計(jì)算機(jī)可靠性的因素有外部的和內(nèi)部的兩個(gè)方面。 外部因素主要是各種惡劣的環(huán)境因素，對(duì)此，必須有針對(duì)性地采取加固措施，使外部因素對(duì)可靠性的影響減到最少； 內(nèi)部因素主要包括器件性能老化，偶然失效和硬軟件缺陷等。通常對(duì)元器件要進(jìn)行各種嚴(yán)格測(cè)試和篩選，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，制定可靠性大綱，進(jìn)行可靠性分配，可靠性設(shè)計(jì)(如降額設(shè)計(jì)，冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì))，可

20、靠性分析評(píng)價(jià)，可靠性評(píng)審和可靠性試驗(yàn)等，以確保軍用計(jì)算機(jī)的可靠性。高安全性 隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，病毒、黑客、電磁泄漏等安全事件層出不窮，而且愈演愈烈。尤其在信息化作戰(zhàn)中，計(jì)算機(jī)為核心的信息系統(tǒng)是敵人攻擊的重點(diǎn)目標(biāo)。計(jì)算機(jī)內(nèi)的信息是軍事情報(bào)的重要來(lái)源，為此，在操作系統(tǒng)的安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全、信息的存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)陌踩确矫姹仨毑扇?yán)密措施以防止信息泄漏、黑客攻擊和病毒入侵，確保軍用計(jì)算機(jī)安全性 。強(qiáng)實(shí)時(shí)性 武器裝備系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)主要功能就是要完成實(shí)時(shí)處理，要求中斷響應(yīng)時(shí)間短、運(yùn)算速度快及具有高速數(shù)據(jù)傳輸率等。 以防空導(dǎo)彈指揮控制系統(tǒng)為例，整個(gè)防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)其中的指揮控制系統(tǒng)的要求是：

21、反應(yīng)時(shí)間短，能對(duì)付高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)的大規(guī)模密集空襲；在戰(zhàn)術(shù)上能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)和區(qū)域防御；實(shí)現(xiàn)多個(gè)火力單元、多種武器配系的協(xié)同作戰(zhàn)；有效的大范圍戰(zhàn)場(chǎng)管理等。這就要求指揮控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)有非常強(qiáng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力?？箰毫迎h(huán)境 各類戰(zhàn)場(chǎng)上使用的計(jì)算機(jī)有著一個(gè)共同特點(diǎn)，就是使用環(huán)境極其惡劣，僅以溫度為例，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用從熱帶海洋性氣候、大陸干燥氣候到寒帶大陸性氣候，其溫差變化達(dá)數(shù)十?dāng)z氏度。因此無(wú)論是戰(zhàn)場(chǎng)上直接使用的計(jì)算機(jī)，還是運(yùn)載工具上使用的計(jì)算機(jī)，都應(yīng)當(dāng)考慮惡劣的使用環(huán)境。計(jì)算機(jī)要經(jīng)受?chē)?yán)寒、高溫、濕熱、振動(dòng)、沖擊、暴曬、雨淋、砂塵、雷電的考驗(yàn)，以及鹽霧、霉菌、生物蛀蟲(chóng)的侵蝕帶來(lái)的影響等。在核戰(zhàn)爭(zhēng)或在外層空間條件下工作

22、的計(jì)算機(jī)，還應(yīng)有抗核輻射和抗電磁脈沖加固措施，使其在遭受核爆或電磁脈沖彈攻擊或外層空間強(qiáng)輻射環(huán)境下仍能正常工作，保證完成預(yù)定的任務(wù)。嵌入宿主系統(tǒng) 軍用計(jì)算機(jī)多數(shù)是嵌入武器裝備或武器系統(tǒng)之中的嵌入式計(jì)算機(jī)，所以和一般民用計(jì)算機(jī)有一個(gè)很大的不同，就是在體積、重量、形狀和功能等方面有特別嚴(yán)格的要求，必須適應(yīng)宿主系統(tǒng)所能提供的條件。另外，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序的一部分或全部常采取固化措施以提高可靠性和可維護(hù)性。 此外，軍用計(jì)算機(jī)在外圍設(shè)備方面，除了配置常用的外部設(shè)備外，通常還加接一些專用的外部設(shè)備和接口。軍用計(jì)算機(jī)的分類n按基本工作原理：馮諾依曼型和非馮諾依曼型計(jì)算機(jī)。n按數(shù)據(jù)的表

23、示方式和計(jì)算原理：數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)。n數(shù)字計(jì)算機(jī)按其性能、規(guī)模及價(jià)格：巨型、大型、中型、小型及微型計(jì)算機(jī)。n按其應(yīng)用范圍：專用和通用計(jì)算機(jī)。n按其軍事應(yīng)用特點(diǎn):實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)、容錯(cuò)計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)和火控計(jì)算機(jī)等.軍用計(jì)算機(jī)的分類n按體系結(jié)構(gòu):單處理機(jī)、多處理機(jī)、分布式計(jì)算機(jī)等。n按其裝載平臺(tái):車(chē)載、機(jī)載、艦載、彈載、星載和穿戴式、便攜式、手持式計(jì)算機(jī)等。n此外，為適應(yīng)惡劣環(huán)境使用要求或特定環(huán)境安全使用要求，可分為未加固和加固計(jì)算機(jī)(如抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)和防信息泄漏計(jì)算機(jī))。車(chē)載計(jì)算機(jī) 車(chē)載計(jì)算機(jī)(VehicleMounted computer)是指安裝在車(chē)輛上的計(jì)算機(jī)。這里主要是指安裝在各

24、種軍用車(chē)輛上的計(jì)算機(jī)。n地面突擊車(chē)輛，如坦克、步兵戰(zhàn)車(chē)、裝甲運(yùn)送車(chē)等；n火力支援車(chē)輛，包括自行壓制武器(自行迫擊炮、自行加榴炮等)自行反坦克武器(自行反坦克炮、反坦克導(dǎo)彈發(fā)射車(chē)等)自行防空武器(自行高射炮、防空導(dǎo)彈發(fā)射車(chē)等)；n電子信息車(chē)輛，如偵察、指揮、通信、電子對(duì)抗等裝甲車(chē)；n裝甲保障車(chē)輛，如工程、技術(shù)、后勤保障車(chē)。車(chē)載計(jì)算機(jī)是車(chē)載電子系統(tǒng)中的核心設(shè)備車(chē)載計(jì)算機(jī)車(chē)載計(jì)算機(jī)主要用于：n武器控制n通信n指揮n電子對(duì)抗n模擬訓(xùn)練n軍事技術(shù)裝備檢測(cè)車(chē)載計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：實(shí)時(shí)性強(qiáng)機(jī)載計(jì)算機(jī) 機(jī)載計(jì)算機(jī)(Air-bome computer)是安裝在飛機(jī)、直升機(jī)等航空器上的計(jì)算機(jī)。 機(jī)載計(jì)算機(jī)主要用于:導(dǎo)

25、航計(jì)算、大氣數(shù)據(jù)處理、飛行控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、雷達(dá)信號(hào)處理、火力控制、電子偵察、電子干擾、地形跟隨、地物回避、敵我識(shí)別、加密通信、綜合顯示和系統(tǒng)性能管理等。機(jī)載計(jì)算機(jī) 按數(shù)據(jù)和信號(hào)這兩種處理對(duì)象，機(jī)載計(jì)算機(jī)可分為信號(hào)處理計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)。n信號(hào)處理計(jì)算機(jī)處理雷達(dá)信號(hào)、通信導(dǎo)航和敵我識(shí)別信號(hào)、電子戰(zhàn)信號(hào)、慣性參照信號(hào)等；n數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)專用于計(jì)算、管理、數(shù)據(jù)形態(tài)變換等，主要用于任務(wù)管理和飛行管理。機(jī)載計(jì)算機(jī)按應(yīng)用對(duì)象可把機(jī)載計(jì)算機(jī)分為以下幾種： (1)飛行管理計(jì)算機(jī)：實(shí)現(xiàn)性能管理、制導(dǎo)、導(dǎo)航、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)顯示和乘員告警等功能； (2)任務(wù)管理計(jì)算機(jī)：實(shí)現(xiàn)火控計(jì)算、存儲(chǔ)管理、地形跟蹤地形防撞管理

26、、空勤管理、防務(wù)警理等功能； (3)飛行控制計(jì)算機(jī)：實(shí)現(xiàn)飛行控制系統(tǒng)中的核心控制功能； (4)推力管理計(jì)算機(jī)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行管理； (5)火力控制計(jì)算機(jī)； (6)大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)：測(cè)量和計(jì)算與大氣數(shù)據(jù)有關(guān)的飛行參數(shù)。艦載計(jì)算機(jī) 艦載計(jì)算機(jī)(Ship-Borne Computer)是配備于艦艇上適應(yīng)艦船使用環(huán)境的計(jì)算機(jī)。它是艦船的作戰(zhàn)指揮、控制、通信、導(dǎo)航、火力控制、電子對(duì)抗等系統(tǒng)中的核心部件。 其主要功能：完成信息的獲取、傳輸和綜合處理。 分為：專用機(jī)和中心機(jī)兩種。 艦載計(jì)算機(jī)艦載計(jì)算機(jī)主要用于以下幾方面：(1)組成艦艇作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng)；(2)組成艦艇綜合火力控制系統(tǒng)；(3)組成艦

27、艇綜合導(dǎo)航系統(tǒng)。(4)組成艦載電子對(duì)抗系統(tǒng)。艦載計(jì)算機(jī)艦載計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：n具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力，對(duì)于各種實(shí)時(shí)請(qǐng)求能迅速地作出響應(yīng)和處理；n具有防止海洋濕熱、鹽霧、霉菌的嚴(yán)重侵蝕和抗振動(dòng)、沖擊、搖擺等抗惡劣環(huán)境的能力；n具有良好的電磁兼容性、可靠性和可維護(hù)性；n應(yīng)按照系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，實(shí)現(xiàn)功能模塊化、結(jié)構(gòu)模塊化和軟件模塊化，以便根據(jù)不同的任務(wù)要求，組成各種不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 彈載計(jì)算機(jī) 彈載計(jì)算機(jī)(Missile-borne computer)是指安裝在導(dǎo)彈上，對(duì)導(dǎo)彈的飛行進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)時(shí)控制和數(shù)字信號(hào)處理等的專用嵌入式計(jì)算機(jī)，又稱彈上計(jì)算機(jī)，是導(dǎo)彈制導(dǎo)和控制系統(tǒng)的重要組成部分。

28、彈載計(jì)算機(jī) 彈載計(jì)算機(jī)是一種嵌入式計(jì)算機(jī)。具有體積小而輕、功耗低、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)和能抗惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。此外，應(yīng)用在不同的環(huán)境尚有一些不同的要求。 例如戰(zhàn)略導(dǎo)彈中的計(jì)算機(jī)要求具有一定的核突防能力；用于精確打擊的導(dǎo)彈未制導(dǎo)地圖匹配的相關(guān)計(jì)算機(jī)必須具有每秒幾十億次的高速運(yùn)算能力及大容量存儲(chǔ)器；小型導(dǎo)彈上的計(jì)算機(jī)則要求小型化、輕型化；運(yùn)載火箭中制導(dǎo)和控制的計(jì)算機(jī)則必須具有對(duì)慣性測(cè)量敏感器件、時(shí)序驅(qū)動(dòng)、伺服機(jī)構(gòu)、地面計(jì)算機(jī)和箭上網(wǎng)絡(luò)、總線等設(shè)備相關(guān)的多樣性接口。 星載計(jì)算機(jī) 星載計(jì)算機(jī)(Satellite-borne Computer)是用于衛(wèi)星、飛船等航天器上的計(jì)算機(jī)。 它是姿軌控制系統(tǒng)的核心部件

29、。它用于完成姿態(tài)和軌道控制，即在衛(wèi)星、飛船等航天器飛行過(guò)程中完成姿態(tài)敏感裝置測(cè)量數(shù)據(jù)的采集與處理，控制策略的實(shí)時(shí)計(jì)算，執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制指令的輸出，星上數(shù)據(jù)管理設(shè)備或地面測(cè)控系統(tǒng)發(fā)出的控制指令的接收及處理，姿控系統(tǒng)信息的收集及向地面測(cè)控系統(tǒng)的反饋。它也可用于數(shù)據(jù)管理、能源管理、通信管理、容錯(cuò)管理及有效載荷管理和控制等。 星載計(jì)算機(jī)星載計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：u小而輕、功耗低、實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)u可靠性高、工作壽命長(zhǎng)u能在振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、空間粒子輻射、核輻射等惡劣環(huán)境和無(wú)人維修的情況下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行 火控計(jì)算機(jī)(Fire Control computer)是武器系統(tǒng)中用于實(shí)施火力控制的嵌入式計(jì)算機(jī)，它是火力控制

30、系統(tǒng)的核心設(shè)備。 火控計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了機(jī)械模擬、機(jī)電模擬、全電子模擬、數(shù)?；旌虾蛿?shù)字式五個(gè)階段?；鹂赜?jì)算機(jī) 火控計(jì)算機(jī)的主要任務(wù)： 根據(jù)目標(biāo)探測(cè)器(如光學(xué)儀器、雷達(dá)、紅外電視及激光跟蹤器等)提供的目標(biāo)坐標(biāo)(如目標(biāo)的方位角、高低角、斜距等)，計(jì)算目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，修正自然因素(如風(fēng)速、風(fēng)向、大氣密度、重力等)對(duì)射擊諸元的影響。對(duì)于行進(jìn)中的火力控制系統(tǒng)，還應(yīng)從武器載體姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量裝置和定位導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)獲得數(shù)據(jù)以對(duì)瞄準(zhǔn)和射擊諸元進(jìn)行補(bǔ)償和修正，按設(shè)定的彈道實(shí)時(shí)而連續(xù)地計(jì)算出準(zhǔn)確擊中目標(biāo)的射擊諸元(如射角、提前方位角、射彈引信分劃值等)，并實(shí)時(shí)將它們傳給武器發(fā)射控制裝置(如高射炮的伺服機(jī)構(gòu)、導(dǎo)彈飛

31、行控制參數(shù)裝定接口部件等)，操縱武器自動(dòng)跟蹤射擊目標(biāo)。此外，火控計(jì)算機(jī)還具有某些控制和管理功能，如穩(wěn)定自行武器的瞄準(zhǔn)線和火炮軸線、彈藥管理、武器的行軍狀態(tài)與戰(zhàn)斗狀態(tài)管理、自檢與故障診斷等。 火控計(jì)算機(jī)模擬式火控計(jì)算機(jī)數(shù)字式火控計(jì)算機(jī)模擬數(shù)字混合式計(jì)算機(jī)火控計(jì)算機(jī)按所用技術(shù)按承擔(dān)的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)單一武器控制眾多武器控制綜合控制的火控計(jì)算機(jī)火控計(jì)算機(jī)按用途高射炮射擊火控計(jì)算機(jī)地面火炮射擊火控計(jì)算機(jī)魚(yú)雷射擊火控計(jì)算機(jī)深水炸彈火控計(jì)算機(jī)艦載火控計(jì)算機(jī)潛艇火控計(jì)算機(jī)導(dǎo)彈射擊火控計(jì)算機(jī)坦克火控計(jì)算機(jī)機(jī)載火控計(jì)算機(jī) 各種火控計(jì)算機(jī)的共同特點(diǎn)如下： (1)實(shí)時(shí)性強(qiáng)。根據(jù)探測(cè)器測(cè)得的目標(biāo)坐標(biāo)，能快速、正確地計(jì)算出目標(biāo)

32、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和擊中目標(biāo)的射擊諸元，并控制武器自動(dòng)跟蹤、射擊目標(biāo)。 (2)可靠性高。能在溫度、濕度、沖擊、振動(dòng)、電磁場(chǎng)、鹽霧及輻射等各種惡劣環(huán)境條件下，仍具有高可靠性和良好的可維護(hù)性。 (3)結(jié)構(gòu)緊湊。小而輕，能適應(yīng)如飛機(jī)、艦艇、車(chē)輛等載體的要求。隨著武器系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高，要求火控計(jì)算機(jī)的功能不斷擴(kuò)展，不僅能解算射擊諸元，同時(shí)還增加了敵我運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的顯示、多批目標(biāo)的火控分配、射擊區(qū)域的選擇、最佳發(fā)射數(shù)量等輔助指揮決策功能。 火控計(jì)算機(jī) 實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)(Realtime Computer)是能以足夠快的速度，響應(yīng)外部事件和對(duì)輸入信息進(jìn)行處理。并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)出處理結(jié)果的計(jì)算機(jī)。 它區(qū)別于一般計(jì)算機(jī)的

33、最主要標(biāo)志是其實(shí)時(shí)性。即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成確定的任務(wù)和處理隨機(jī)事件的能力，系統(tǒng)對(duì)外部事件能及時(shí)響應(yīng)，及時(shí)處理并及時(shí)發(fā)出處理結(jié)果，以便足以控制發(fā)出實(shí)時(shí)信號(hào)的過(guò)程，使所有實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)一致地執(zhí)行。實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)通常與某一過(guò)程控制相聯(lián)系，并成為整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的一部分。實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī) 實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)的信息流程大致可以分為四個(gè)階段：n數(shù)據(jù)的測(cè)定或數(shù)據(jù)收集；n數(shù)據(jù)的處理及報(bào)告；n對(duì)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果進(jìn)行判斷并做出決定；n執(zhí)行所作出的決定或輸出結(jié)果。實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)不同于一般計(jì)算機(jī)的主要特征：n硬件，中斷系統(tǒng)按中斷級(jí)優(yōu)先順序響應(yīng)中斷，而實(shí)時(shí)中斷為高優(yōu)先級(jí)，同時(shí)，要求中斷響應(yīng)時(shí)間短，運(yùn)算速度快，數(shù)據(jù)傳

34、輸率高。此外，實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)中除通用外部設(shè)備外，通常還需要加接一些專用外部設(shè)備。n有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，應(yīng)提供基于強(qiáng)占和優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度機(jī)制，死鎖偵測(cè)和特殊的進(jìn)程間通信機(jī)制，操作系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)要小，進(jìn)程切換要快、中斷屏蔽時(shí)間和中斷處理時(shí)間要短。n實(shí)時(shí)應(yīng)用程序，特別是其實(shí)時(shí)部分應(yīng)常駐留在系統(tǒng)核心中，在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，將固化實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的部分或全部。n 具有高可靠性和高可用性，要求高可靠性的實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般都采用容錯(cuò)計(jì)算機(jī)?？纱┐饔?jì)算機(jī) 可穿戴計(jì)算機(jī)(Wearable Computer) 是一種可供穿戴的計(jì)算機(jī)。即可戴在手腕上、系在腰帶上、嵌入在眼鏡框架上或編織在衣服內(nèi)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)

35、。 它具有普通PC機(jī)的全部功能，可用于多媒體娛樂(lè)、電子郵件收發(fā)、衛(wèi)星定位信號(hào)接收、文字處理外，還具有環(huán)境感知、生理狀態(tài)監(jiān)測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、提高人的感知能力等功能，可隨時(shí)主動(dòng)或被動(dòng)地為使用者提供各種服務(wù)。與傳統(tǒng)PC和筆記本計(jì)算機(jī)相比，它的最大特點(diǎn)是在使用時(shí)可以讓使用者將雙手徹底解脫出來(lái)，可以在移動(dòng)的過(guò)程中工作，攜帶和應(yīng)用更加自然和方便，特別適合野外和機(jī)動(dòng)場(chǎng)合下的應(yīng)用。可穿戴計(jì)算機(jī)n由于應(yīng)用環(huán)境，應(yīng)用方式和穿戴性約束，通常要求可穿戴計(jì)算機(jī)在溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊、防水、防塵、抗腐蝕、電磁兼容等方面具有抗惡劣環(huán)境性能。n按構(gòu)成形態(tài)，可穿戴計(jì)算機(jī)可分為集中式和分布式兩種。n可穿戴計(jì)算機(jī)的輸入主要

36、有：語(yǔ)音、鍵盤(pán)、手寫(xiě)、視頻(如攝像機(jī)、夜視儀)GPS、無(wú)線通信機(jī)、PDA、光學(xué)探測(cè)設(shè)備。輸出主要是目鏡式和頭盔式顯示器，用以顯示戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、地圖等。此外也有固定在手腕上的顯示器。預(yù)計(jì)薄膜顯示器和編織在衣服上、袖子上的顯示器也會(huì)很快推出。音頻輸出為揚(yáng)聲器和耳機(jī)。n實(shí)現(xiàn)可穿戴計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)難點(diǎn)是體積小而輕、功耗低、高可靠與高能電池、穿戴的舒適性與柔軟性、理想化的用戶界面與新操作方式等。軍用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1軍用電子系統(tǒng)的三個(gè)發(fā)展階段2、支持綜合電子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軍用電子系統(tǒng)的三個(gè)發(fā)展階段 以軍用航空電子系統(tǒng)為例，軍用電子系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展階段：n分立式 (Discrete

37、d System)u聯(lián)合式 (Federated System)u綜合式結(jié)構(gòu) (IS) 早期的航空電子系統(tǒng)為分立式結(jié)構(gòu)，各分系統(tǒng)及設(shè)備(雷達(dá)、慣性導(dǎo)航等)的控制、處理、顯示均自成獨(dú)立體系。系統(tǒng)以堆砌的組合方式構(gòu)成，各分系統(tǒng)不能共享信息，每個(gè)分系統(tǒng)必須依賴駕駛員的操作，操作人員要不斷從各分系統(tǒng)接收信息，以保持對(duì)武器系統(tǒng)及外界態(tài)勢(shì)的了解。所以，分立式系統(tǒng)使駕駛員負(fù)擔(dān)過(guò)重，且分系統(tǒng)及設(shè)備間電磁干擾嚴(yán)重，系統(tǒng)可靠性差。分立式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 聯(lián)合式系統(tǒng)是在各分系統(tǒng)及設(shè)備自成體系的前提下，通過(guò)系統(tǒng)級(jí)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息交連，使各分系統(tǒng)能協(xié)調(diào)合作地完成使命任務(wù)的一種航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是各分系統(tǒng)(要含總

38、線接口)仍相對(duì)獨(dú)立，但在主控計(jì)算機(jī)(含有總線控制器及軟件，它也可由某個(gè)分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)充當(dāng))的統(tǒng)一控制下(為提高可靠性，常設(shè)有和主控計(jì)算機(jī)相同的備份計(jì)算機(jī))可進(jìn)行信息的交換、調(diào)度、集中顯示和控制。 聯(lián)合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 綜合式系統(tǒng)以共用模塊為基礎(chǔ)，采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，打破傳統(tǒng)的以設(shè)備來(lái)劃分系統(tǒng)的方法，而以功能為依據(jù)將同一類功能融匯在一個(gè)功能區(qū)，而整個(gè)系統(tǒng)由若干功能區(qū)經(jīng)各種信息傳輸手段交聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)綜合管理和資源共享及重構(gòu)能力，提高了系統(tǒng)綜合作戰(zhàn)能力，減少了設(shè)備的體積和質(zhì)量，降低了成本，改善了系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和規(guī)模的可變性。綜合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)(1) 基于功能分區(qū)概念；(2) 基于分布處

39、理概念；(3) 基于開(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；(4) 標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化；(5) 資源共享與容錯(cuò)；(6) 向智能化發(fā)展；(7) 向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。 支持綜合電子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1）美國(guó)空軍“寶石柱”計(jì)劃與共用綜合處理機(jī)CIP2）美國(guó)空軍“寶石臺(tái)”計(jì)劃與綜合核心處理機(jī)ICP“美國(guó)空軍“寶石柱”計(jì)劃與共用綜合處理機(jī) (1)“寶石柱”計(jì)劃 “寶石柱”計(jì)劃是美國(guó)空軍20世紀(jì)80年代中期提出的綜合航空電子系統(tǒng)預(yù)先發(fā)展計(jì)劃，于1987年公布寶石柱航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范，1992年完成研究并公布“寶石柱”實(shí)驗(yàn)室研究最終報(bào)告。它是軍用航空電子系統(tǒng)由聯(lián)合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)向綜合式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的標(biāo)志，采用共用綜合處理機(jī)(CIP)作為核

40、心處理機(jī)，為綜合航空電子系統(tǒng)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 特點(diǎn)：“寶石柱”打破傳統(tǒng)的以設(shè)備劃分分系統(tǒng)的方法，采用功能分區(qū)概念，將航空電子系統(tǒng)按功能劃分為三個(gè)功能區(qū)： 傳感器管理區(qū)； 任務(wù)管理區(qū)； 飛機(jī)管理區(qū)?！皩毷笔状尾捎酶咚俟饫w總線作為系統(tǒng)的互連總線，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、任務(wù)的綜合?！皩毷辈捎瞄_(kāi)放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和二級(jí)維護(hù)的模塊化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從外場(chǎng)可更換單元(LRU)到外場(chǎng)可更換模塊(LRM)的轉(zhuǎn)變。美國(guó)空軍“寶石柱”計(jì)劃與共用綜合處理機(jī)美國(guó)空軍“寶石柱”計(jì)劃與共用綜合處理機(jī)(2)共用綜合處理機(jī)CIP CIP是“寶石柱”計(jì)劃和F-22戰(zhàn)斗機(jī)中用于全機(jī)控制，任務(wù)計(jì)算與管理、信號(hào)及數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)，是支持綜合航空電子系統(tǒng)的核心處理機(jī)系統(tǒng)。支持所有傳感器子系統(tǒng)的處理在一個(gè)綜合的處理系統(tǒng)中完成，允許傳感器子系統(tǒng)之間信息共享。支持使用共享數(shù)據(jù)區(qū)的多個(gè)并行處理，實(shí)時(shí)任務(wù)處理和系統(tǒng)管理。支持容錯(cuò)，在標(biāo)準(zhǔn)的SEM-E型外場(chǎng)可更換模塊(LRM)一級(jí)上實(shí)現(xiàn)