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本文專門討論美國武裝部隊的軍用電腦及其使用。     資料來源 維基百科

 

歷史        結構        MIL 標準和規範        安全標準與規範        環境風險         未來電腦在軍隊中的使用

 

歷史

一些最早的電腦是軍用電腦。軍事對便攜性和堅固性的要求導致了一些最早的晶體管電腦,例如 1958 年的AN/USQ- 17、1959年的 AN/ MYK -1(MOBIDIC)、1960 年的M18 FADAC和 1962 年的D-17B;最早的基於集成電路的電腦,1964 年的D-37C;以及最早的筆記本電腦之一,1982 年的Grid Compass。軍用要求電腦小到足以穿過潛艇的艙口,這導致了AN/UYK-1。

AN/USQ-17, 1958

1958年 AN/USQ-17 (晶體管電腦)

MOBIDIC 1959

1959年 MOBIDIC (晶體管電腦)

M18 FADAC 1960

1960年 M18 FADAC (晶體管電腦)

D-17B 1962

1962年 D-17B (晶體管電腦)

D-37C 1964

1964年 D-37C (集成電路電腦)

Grid Compass 1982

1982年 Grid Compass

Through the hatch of the submarine AN UYK-1

需穿過潛艇的艙口 AN/UYK-1

 

結構

通常,軍用電腦比工業電腦外殼堅固得多。大多數電子產品都會用一層保形塗層來保護。內部將有更多結構來支撐組件,插件卡將被單獨支撐和固定以確保它們不會從插槽中彈出,處理器和散熱器將被固定,內存將被粘在它們的插槽中,等等。這是為了確保在衝擊事件期間沒有任何移動。

軍用電腦與典型的辦公或消費類電腦之間有幾個區別:

 

成本                使用環境             長期供貨            架構             其他功能

 

成本——軍用電腦通常比辦公/消費電腦貴得多。來自戴爾等製造商的消費電腦的生產量非常大,由於規模經濟,這會降低成本。另一方面,軍事計劃可能需要少量系統,從而導致更高的成本。軍用電腦通常也將由更堅固的材料構成,具有更多的內部結構、更多的冷卻風扇、更強大的電源等。

使用環境– 辦公室或消費類電腦適用於溫度和濕度適中且灰塵極少的非常可控的環境。軍用電腦可以設計為在極端惡劣的環境中運行,例如 -20C 至 +65C 運行、5% 至 95% 的濕度、空氣中的高灰塵負載以及對硬件的其他損害。它們可能需要在高鹽環境中運行,例如在船上,或者設計用於高衝擊和振動,例如在船舶或潛艇上。軍用電腦可能打算安裝在飛機上,在這種情況下,它們需要具備防墜落能力,並且如果在未加壓的飛機上,也能夠在高空運行。在設計不變的情況下,可能需要同一台電腦在阿富汗和阿拉斯加運行。

長期供貨- 軍事計劃持續數年,並且在計劃的整個生命週期內可能需要相同的更換硬件。消費類電腦通常由最新和最先進的設備驅動,以實現盡可能高的性能,例如玩遊戲所需的性能。消費級電腦中的主板的可用性可能以月為單位,而不是數年或數十年。在消費級電腦中,在產品可用性的整個生命週期內,主板、驅動器、BIOS、視頻板等所有組件都因電腦而異,這並非聞所未聞。這在已為其創建支持文件並測試和批准系統的軍用電腦中是不可接受的。

架構- 有多種類型的電腦體系結構。人們所知道的最常見的是 IBM 製造的 PC。許多軍用電腦系統都是圍繞替代的插入式總線結構構建的,例如VMEbus或Compact PCI。軍用電腦可能不提供插入式卡,並且採用專用外形以用於特定應用程序,例如安裝在無人機(例如全球鷹)上。

其他功能– 軍用電腦可能具有消費級電腦所沒有的功能,例如圓形連接器、熱插拔電源、熱插拔風扇、自定義前面板功能(如 LCD 顯示器)等。

 

MIL 標準和規範

該武裝部隊有電腦或其他設備的許多數字標號,以指導軍工買方選擇適當的技術,為他們的應用。例如,MIL-STD-901D 表明電腦通過了海軍安裝特定測試的衝擊和振動要求。其中一些測試是特定於應用程序使用的,例如駁船爆炸測試,它模擬魚雷命中和隨後對安裝了電腦的船舶的高峰值衝擊。901D 合規性測試的“黃金標準”是駁船測試。駁船測試執行四次,每次將 60 磅 HBX-1 炸藥放置在水下 24 英尺,從 40 英尺開始,然後在 30、25 和最後 20 英尺。此外,測試是在前後方向上進行的,以模擬船首或船尾的爆炸,以及橫向的船,以模擬船舷的爆炸。甲駁船測試的視頻能夠被觀看。 (影片)

Barge_test_preparation Barge_explosion_test
駁船爆炸試驗準備 實際駁船爆炸試驗

其他更常見的要求是用於環境測試的MIL-STD-810,例如存儲和操作溫度、濕度、鹽霧、污垢等。另一個常見的規範是用於電磁兼容性的MIL-STD-461。軍用電腦需要滿足工藝、接線、包裝等方面的規範。

更多關於國防標準的MIL 標準和規範。

 

安全標準與規範

為應對保衛美國網絡網絡的挑戰,美國軍方已採取措施提高連接到國防部信息網絡的設備的安全性。根據美國網絡司令部的說法,“網絡威脅需要新的方法來管理信息、保護信息並確保我們的操作能力。” 

所有軍用電腦都必須符合最新的FIPS 140標準 ( FIPS 140-2 ),該標準規定了美國政府使用的設備上的加密模塊的最新要求。目前正在開發中的FIPS 140-3將滿足應對現有威脅的新要求,包括軟件安全和額外的安全級別。

為了解決與日益流行的商業移動設備 (CMD) 相關的風險,國防部監察長 2013 年 3 月的一份報告確定了跟踪和配置商業移動設備以滿足陸軍合規標準所需的改進。該報告確定了 14,000 多個 CMD 在跟踪和清理方面的現有差距,建議“制定明確而全面的政策,包括報告和跟踪在試點和非試點計劃下購買的所有商業移動設備的要求”。

 

環境風險

由於擔心安全性以及在惡劣環境和敵方武器中生存的能力,小型電腦技術在軍事應用中的進展最初是緩慢的。20 世紀基於 PC 的技術不夠強大,無法承受戰鬥條件和惡劣的環境。

環境風險包括水和腐蝕劑、沙子和風、極端溫度、高衝擊和振動、電源中斷、易受 EMI/RFI 輻射等。此外,操作員界面複雜,大多數操作系統運行速度不快,或在壓力情況下易於學習和使用。

在過去十年中,設計和操作員界面的改進導致了在軍隊中使用小型電腦技術的新要求。一些改進已經從家庭和商業計算遷移過來。其他人則從工業計算遷移過來,其中針對石油和天然氣勘探中的危險區域等環境的設計已針對陸軍

其他人則從工業計算遷移過來,其中針對石油和天然氣勘探中的危險區域等環境的設計已針對陸軍和海軍環境進行了修改。

  • 使用鑄鋁和鎂等材料的密封外殼提高了對污染物和危害(包括 EMI 爆破武器)的環境耐受性。

  • 低熱量CPU設計使密封外殼成為可能,即使在陽光下的沙漠或海軍艦橋機翼顯示器等環境中也是如此。

  • 閃存等進步消除了移動部件並減少了機械故障。

  • 更簡單、有效的操作系統軟件改進了操作界面和執行速度,同時減少了操作系統故障。

 

未來電腦在軍隊中的使用

在過去的 20 年中,軍隊對小型電腦技術的廣泛接受已經發生,並且可能會大大增加。對裝備抵禦戰鬥和極端環境條件的能力的信心有所提高。最重要的是,現代戰鬥已經變成了速度的決鬥。更快、技術更先進的武器在當前的戰鬥情況下展示了先發製人的能力,這可能只會鼓勵未來將電腦技術進一步應用到英國武裝部隊使用的系統中。

軍隊的各個部門都要求未來的系統將基於零客戶端或瘦客戶端技術。

zero client vs thin client

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上次更新日期: 2022年04月28日。