武器信息处理技术

武器信息处置技术中北大学机电工程学院机电控制工程系主讲人：焦国太教授第二章军用计算机技术主要内容：§1、嵌入式计算机§2、军用计算机§1、嵌入式计算机一、嵌入式计算机的定义1、什么是嵌入式计算机2、军用嵌入式计算机的分类二、军用嵌入式计算机的特征及关键技术1、军用嵌入式计算机的特征2、嵌入式计算机的关键技术3、军用嵌入式计算机的重要相关技术三、嵌入式计算机运用的典型实例四、研制开展和运用前景一、嵌入式计算机的定义嵌入在宿主系统中运用的计算机嵌入式计算机军用嵌入式计算机作为武器和武器系统组成部分的计算机军用嵌入式计算机嵌入式计算机的分类按运用领域分类：嵌入式计算机军用民用军用嵌入式计算机的分类按装载平台区分为：车载计算机舰载计算机机载计算机弹上计算机星上计算机军用嵌入式计算机军用嵌入式计算机的特征(1)功能嵌入与构造嵌入；(2)直接与传感器及执行机构相衔接；(3)高可靠性、高平安性；(4)实时性；(5)程序固定、界面简单、整体更替、脱机维护；(6)性能目的与宿主系统相顺应；

(7)单片机、单板机的用武之地。嵌入式计算机嵌入在武器或武器系统之中，是其重要的组成部分，不独立于该宿主武器系统运转。因此，嵌入式计算机的体积、质量、外形等物理构造参数要顺应宿主武器系统所能提供的嵌入环境和条件。相比较而言，导弹、卫星、坦克、潜艇武器或平台所能提供的环境或条件往往极为苛刻，而舰船、指挥基地那么较为宽松。功能嵌入与构造嵌入由于嵌入式计算机多作为武器或武器系统的一个组成部分，因此其输入端多与传感器相衔接以获取各种实时信息，这些信息经处置而产生的输出信息多用于控制驱动各种执行机构，或被输出显示，以供辅助决策。直接与传感器及执行机构相衔接高可靠性、高平安性

多数嵌入式计算机将在其宿主武器系统的运转、存储和运输过程中阅历高低温、高湿、盐雾、尘埃、振动、加速度、猛烈冲击等恶劣环境，甚至还有辐射、电磁脉冲以及人为强电磁干扰的侵袭，因此都需按其运用环境要求进展加固，以确保其恶劣环境下可靠运转，由于其可靠性直接关系到武器系统的平安和作战效能。由于嵌入式计算机是武器的作用间隔、精度、自动搜索才干、杀伤才干、机动性、灵敏性以及自我维护才干的主要技术根底，因此也是敌人的主要攻击目的。所以，除可靠性外，平安性也同样重要。必需采取诸如防计算机病毒、防信息走漏、防非授权入侵等平安性措施。实时性嵌入式计算机有很强的实时性约束。从接纳传感器的输入信号，对信号进展处置，到输出信号的产生，都受实时要素约束。海湾战争中，作战双方大量运用了爱国者导弹和飞毛腿导弹。爱国者导弹在侦知飞毛腿导弹发射后，必需在飞毛腿导弹击中有效目的前，实时作出反响。爱国者导弹防空系统从其相控阵雷达截获目的到打出导弹只需15s的时间窗口。分开实时性，其它性能就无从说起。

程序固定、界面简单、整体更替、脱机维护嵌入式计算机的运用程序往往固定不变，虽然亦可以修正和扩展，但是一旦投入运用，将长时间不作变卦，因此其操作系统和运用程序往往被固化。而且嵌入式计算机普通没有用作人机界面的输入键盘和显示输出设备。因此，其软件的开发调试，需有另外的开发环境。由于嵌入运用，不独立运转，以及结实组装和短少人机界面等要素，往往小小的缺点在现场亦很难排除。如星载嵌入式计算机一旦投入轨道运转，就不能现场维护。因此，嵌入式计算机在设计时，除尽能够提高可靠性以减少维护要求外，亦要尽能够思索整体更替和脱机维护的方便。嵌入式计算机虽然在提高武器自动寻的才干、自动化作战指挥、控制等重要功能上起着中心作用，然而从整个武器系统的角度看，它仅仅是提高武器性能的一个重要组成部分，是武器系统的一个部件(虽然能够是中心部件)，而不是武器的主体。因此，嵌入式计算机的性能目的应顺应宿主武器系统的程度和要求。现代武器系统的每个组成部分在运转环境中都要相互配合和制约。某一单个环节性能特别优越未必能添加系统的整体功能，而往往只是一种不用要的奢侈。但某个单个环节的性能低下，必定会呵斥系统的功能下降，成为制约整个系统功能的薄弱环节。性能目的与宿主系统相顺应从数量上看，武器系统中运用嵌入式计算机最多的是单片机和单板机，尤其是单片机。数量宏大的乖巧炮弹、乖巧地雷、巡航导弹等武器中都运用单片机、单板机。如今单片机芯片内还嵌埋有嵌入式控制器。当前8位、16位、32位的单片机用量最多，而且64位市场增长亦很快。单片机性能随着微电子技术的进展亦提高很快，主频添加、集成度提高，RAM、ROM及外存容量增大，信息交换方式多样。特别是植入嵌入式软件的，在单片上实现系统集成的，具有信号采集、A／D和D／A转换、存储、处置及输入／出等功能的系统级芯片在武器系统中大有用武之地。单片机、单板机的用武之地军用嵌入式计算机所特有的关键技术主要包括以下几种：1)军用加固技术2)容错技术3)数据交融技术4〕实时软件技术—实时操作系统和实时运用程序嵌入式计算机的关键技术专门设计军用嵌入式计算机无疑是一种浪费，因此它们很多都是以民用机为根底经加固而成的。按军用规范(在美国为MIL—STD一810C(D))加固的嵌入式计算机能接受战场环境中冲击、振动、湿度、温度、加速度、泥水烟雾和尘埃以及太空自然辐射的考验。军用加固技术容错技术容错技术可在超大规模集成电路(VLSI)等芯片器件一级实施，也可在印制板模块或部件一级实施，还可在系一致级来实施。其最根本的技术手段是冗余和重组。数据交融技术是利用多源数据的互补性、目的与环境及其它诸多制约要素的相关性，经过计算机综合的、智能的信息处置技术来提高目的识别和定位的精度、态势和要挟评价的正确性、优化决策方案质量的一种技术。数据交融技术嵌入式计算机的实时性由其硬件、软件的综合性能保证，其中硬件运算速度、实时操作系统以及实时运用程序起主要作用。由于嵌入式计算机所承当的义务相对固定，其运用程序可以固化在芯片上，可以周而复始地运用。在嵌入式计算机中，往往是实时操作系统和实时运用程序结合为一体化的实时运转程序。实时软件技术嵌入式计算机的相关技术：网络技术多媒体技术信息平安技术智能接口技术等。和武器的嵌入式系统更直接相关技术是：传感器总线技术。军用嵌入式计算机的重要相关技术20世纪80年代中期以前美军主要采器具有规范指令系统构造(ISA)的嵌入式计算机，例如陆军的NEBULA系列，空军的AYK-14，海军的UYK-43和UYK-44。嵌入式计算机运用的典型实例嵌入式计算机运用的典型实例1984年陆军转而大量运用以民用机为根底的加固机以及MIL-SPEC计算机，如以PDPII和VAX系列为根底的加固机，以Honewell公司的DPS-6为根底的加固机和Rolm公司加固的NOVA机等。空军和海军没有终止规范指令系统构造的计算机，而是仍努力于用先进的微电子技术—超高速集成电路(VHSIC)来改造它们，使这些规范指令系统构造的计算机不仅又轻又小，而且性能目的成数量级地提高。与此同时，空军和海军也逐渐开场采用加固机以及MIL-SPEC计算机，海军开场大量运用Rolm公司的NOVA加固机UYK-19、MIL-SPEC计算机和HoneyweIl公司的DPS-6加固机。嵌入式计算机运用的典型实例嵌入式计算机运用的典型实例嵌入式计算机运用的典型实例嵌入式计算机运用的典型实例一些典型的嵌入式计算机运用情况：1〕美国的B-1B多用途战略飞机2)美国M-1坦克3)F-15E鹰式战斗机4)陆基巡航导弹美国的B—1B多用途战略飞机B-1B飞机是多用途战略武器系统，能充任普通轰炸机、巡航导弹发射平台以及战术和战略义务中的核武器发射系统。以1985年的价钱计，B—1B飞机每架约2亿美圆，安装有进攻性航空电子设备和防御性航空电子设备。在这些电子设备中嵌入有6台IBMAP101F计算机，航空电子设备用4条具有A、B冗余通道的MIL-STD-1553B总线相连。IBMAP101F计算机是MIL—STD一1750A规范指令系统构造的计算机，运用J73言语编程。J73言语是一种可改呵斥适宜Ada言语的言语。美国M—1坦克M—l坦克火控系统的中心是嵌入式计算机，该嵌入式计算机由TISBP9900型16位单片微处置机和高可靠性的半导体存储器组成，还配以乘法器、信号处置器、模拟／数字转换器、电源以及接口电路等。F一15E鹰式战斗机20世纪70年代初期F一15E战斗机上用AP—1计算机，1986年后改用IBM在1983年开发胜利的32位AP—IR中央计算机，而从1992年6月开场，新的F—15E飞机上又采用新的超高速集成电路的16位VHSIC微计算机，其速度到达每秒3兆条指令，内存容量为3MB～6MB。这些都是MIL—STD—1750A规范指令系统构造的计算机，并且其性能依然在不断地提高。陆基巡航导弹用6个Z8001微处置器构成松耦合多重处置器构造的嵌入式计算机配备了一种陆基巡航导弹，进展飞行参数处置、中段制导、末段制导、存储管理、自动寻的等处置。研制开展和运用前景1、美军嵌入式计算机的开展过程2．嵌入式计算机的运用前景美军嵌入式计算机的开展过程这些军事运用包括以下几方面：(1)军事情报系统；(2)密码系统；(3)武器系统整体的一部分—武器系统实时作业的根底，亦用于武器系统的专门训练、诊断测试和维护、仿真校准以及研制开发；(4)直接履行军事或情报义务——各类传感器、战斗义务的布置、作战设计、气候环境的丈量、电子战、军事通讯、后勤等；(5)军事力量的指挥控制。美军嵌入式计算机的开展过程美军在嵌入式计算机的运用上主要采取了以下政策：①规范各军种嵌入式计算机的烟囱式开展。②普及Ada言语。③采用商用现货(COTS)和开放系统构造。嵌入式计算机的运用前景1)电子战武器2)C4ISR系统3)精细制导的智能化武器嵌入式计算机的运用前景就嵌入式计算机而言将会有以下开展前景：(1)追求小而轻(2)提高可靠性(3)提高性能目的(4)模块化的可灵敏拼接的硬件和软件。(5)高智能化(6)防核辐射和防核电磁脉冲(7)分布式运用(8)研制新的一致的编程言语§2军用计算机

一、军用计算机的运用、技术与特点二、军用计算机的分类三、军用计算机的系统构造四、军用计算机的开展趋势军用计算机的运用、技术与特点1、军用计算机的运用2、军用计算机技术3、军用计算机特点军用计算机的运用

军用计算机的主要用途有四个方面：(1)用于科学计算。例如：核爆模拟计算，人造卫星与弹道导弹运动轨迹计算等。(2)用于军事信息处置。如对高速飞行目的的各种信息进展分析综合；对战场预警、雷达搜索与跟踪、遥感探测的各种数据进展处置；对大型武器系统的位置、射速、目的分配进展调整；对战场上敌我双方态势信息的处置、显示及要挟评价与决策方案的优化等。军用计算机的运用

3)用于自动控制和过程控制。例如导弹的制导控制和武器系统的火力控制，飞机、舰艇、地面战斗车辆的自动驾驶以及军工部门的消费自动化管理。(4)用于开展智能武器。即用于开展能有认识地寻觅、区分、跟踪、打击敌方目的的武器。军用计算机的运用

典型的军事运用系统例如：美军的全球指挥控制系统(GCCS)，是为美军提供战略指挥控制功能的计算机系统。在战术指挥控制系统方面，海军在航空母舰、巡洋舰、驱逐舰和两栖登陆舰上安装有海军(战术)先进作战指挥系统(ACDS)陆军的21世纪部队旅及旅以下战斗指挥系统(FBCB2)是一个数字化的作战指挥信息系统，已配备于美国第一个数字化步兵师——第四步兵师，该师配备了约1200台APPliqu’e+规范计算机以及大量车载的“野战2000(FW2000)〞系列计算机。军用计算机技术现代计算机技术组成：硬件技术、软件技术和网络技术。硬件技术主要包括：体系构造、处置器、存储器、输入与输出设备、总线和接口等技术。软件技术主要包括：系统软件(如操作系统、数据库、编程言语)支撑软件和运用软件等技术。网络技术主要包括：网络体系构造、网络协议、网络管理、网络互连、网络平安、网络效力和网络交融等技术军用计算机技术通常军用计算机技术主要涉及以下几个方面：(1)为顺应军事运用环境所采用的技术例如计算机加固技术，包括抗恶劣环境的加固技术和防信息走漏的加固技术。(2)为顺应武器系统平台所采用的技术例如嵌入式计算机技术、实时计算机技术、分布式计算机技术及与之相关的嵌人式操作系统、实时操作系统和分布式操系统等技术。军用计算机技术(3)为保证军用计算机系统可靠、平安、严密运转所采用的技术。例如容错计算机技术、计算机和网络平安技术、平安操作系统技术。(4)公用设备技术。例如武器系统中的A/D、D/A转换设备技术，前者用以接纳雷达、声纳、激光、红外等各种探测设备来的模拟量转换为数字量，输入计算机处置，后者将处置结果从数字量转换为模拟量用以控制武器系统。军用计算机技术(5)系统集成与军用计算机运用相关的技术。例如：图形图像处置技术、计算机仿真技术，虚拟现实(VR)技术、方式识别技术、可视化技术、多媒体技术、智能技术以及当今普遍关注的挪动计算技术、数据交融技术和网格计算与运用技术。军用计算机特点军用计算机的最主要特点：可靠平安实时抗恶劣环境嵌入高可靠性影响军用计算机可靠性的要素有外部的和内部的两个方面。外部要素主要是各种恶劣的环境要素，对此，必需有针对性地采取加固措施，使外部要素对可靠性的影响减到最少；内部要素主要包括器件性能老化，偶尔失效和硬／软件缺陷等。通常对元器件要进展各种严厉测试和挑选，在设计和消费的各个环节进展严厉的质量控制，制定可靠性大纲，进展可靠性分配，可靠性设计(如降额设计，冗余和容错设计)，可靠性分析评价，可靠性评审和可靠性实验等，以确保军用计算机的可靠性。高平安性

随着计算机及网络的普及和运用，病毒、黑客、电磁走漏等平安事件层出不穷，而且愈演愈烈。尤其在信息化作战中，计算机为中心的信息系统是敌人攻击的重点目的。计算机内的信息是军事情报的重要来源，为此，在操作系统的平安、数据库平安、信息的存储、处置和传输的平安等方面必需采取严密措施以防止信息走漏、黑客攻击和病毒入侵，确保军用计算机平安性。强实时性

武器配备系统中的计算机主要功能就是要完成实时处置，要求中断呼应时间短、运算速度快及具有高速数据传输率等。以防空导弹指挥控制系统为例，整个防空导弹武器系统对其中的指挥控制系统的要求是：反响时间短，能对付高速机动目的的大规模密集空袭；在战术上能实现点和区域防御；实现多个火力单元、多种武器配系的协同作战；有效的大范围战场管理等。这就要求指挥控制系统的计算机有非常强的实时呼应才干。抗恶劣环境

各类战场上运用的计算机有着一个共同特点，就是运用环境极其恶劣，仅以温度为例，计算机的运用从热带海洋性气候、大陆枯燥气候到寒带大陆性气候，其温差变化达数十摄氏度。因此无论是战场上直接运用的计算机，还是运载工具上运用的计算机，都该当思索恶劣的运用环境。计算机要经受严寒、高温、湿热、振动、冲击、暴晒、雨淋、砂尘、雷电的考验，以及盐雾、霉菌、生物蛀虫的侵蚀带来的影响等。在核战争或在外层空间条件下任务的计算机，还应有抗核辐射和抗电磁脉冲加固措施，使其在蒙受核爆或电磁脉冲弹攻击或外层空间强辐射环境下仍能正常任务，保证完成预定的义务。嵌入宿主系统军用计算机多数是嵌入武器配备或武器系统之中的嵌入式计算机，所以和普通民用计算机有一个很大的不同，就是在体积、分量、外形和功能等方面有特别严厉的要求，必需顺应宿主系统所能提供的条件。另外，根据系统设计的监控程序或操作系统、运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维护性。此外，军用计算机在外围设备方面，除了配置常用的外部设备外，通常还加接一些公用的外部设备和接口。军用计算机的分类按根本任务原理：冯·诺依曼型和非冯·诺依曼型计算机。按数据的表示方式和计算原理：数字计算机和模拟计算机。数字计算机按其性能、规模及价钱：巨型、大型、中型、小型及微型计算机。按其运用范围：公用和通用计算机。按其军事运用特点:实时计算机、容错计算机、嵌入式计算机和火控计算机等.军用计算机的分类按体系构造:单处置机、多处置机、分布式计算机等。按其装载平台:车载、机载、舰载、弹载、星载和穿戴式、便携式、手持式计算机等。此外，为顺应恶劣环境运用要求或特定环境平安运用要求，可分为未加固和加固计算机(如抗恶劣环境计算机和防信息走漏计算机)。车载计算机车载计算机(Vehicle—Mountedcomputer)是指安装在车辆上的计算机。这里主要是指安装在各种军用车辆上的计算机。地面突击车辆，如坦克、步兵战车、装甲运送车等；火力援助车辆，包括自行压制武器(自行迫击炮、自行加榴炮等)自行反坦克武器(自行反坦克炮、反坦克导弹发射车等)自行防空武器(自行高射炮、防空导弹发射车等)；电子信息车辆，如侦查、指挥、通讯、电子对抗等装甲车；装甲保证车辆，如工程、技术、后勤保证车。车载计算机是车载电子系统中的中心设备车载计算机车载计算机主要用于：武器控制通讯指挥电子对抗模拟训练军事技术配备检测车载计算机的特点是：实时性强机载计算机机载计算机(Air-bomecomputer)是安装在飞机、直升机等航空器上的计算机。机载计算机主要用于:导航计算、大气数据处置、飞行控制、发动机控制、雷达信号处置、火力控制、电子侦查、电子干扰、地形跟随、地物逃避、敌我识别、加密通讯、综合显示和系统性能管理等。机载计算机按数据和信号这两种处置对象，机载计算机可分为信号处置计算机和数据处置计算机。信号处置计算机处置雷达信号、通讯导航和敌我识别信号、电子战信号、惯性参照信号等；数据处置计算机公用于计算、管理、数据形状变换等，主要用于义务管理和飞行管理。机载计算机按运用对象可把机载计算机分为以下几种：(1)飞行管理计算机：实现性能管理、制导、导航、发动机参数显示和乘员告警等功能；(2)义务管理计算机：实现火控计算、存储管理、地形跟踪／地形防撞管理、空勤管理、防务警理等功能；(3)飞行控制计算机：实现飞行控制系统中的中心控制功能；(4)推力管理计算机：对发动机的推力等有关参数进展管理；(5)火力控制计算机；(6)大气数据计算机：丈量和计算与大气数据有关的飞行参数。舰载计算机舰载计算机(Ship-BorneComputer)是配备于舰艇上顺应舰船运用环境的计算机。它是舰船的作战指挥、控制、通讯、导航、火力控制、电子对抗等系统中的中心部件。其主要功能：完成信息的获取、传输和综合处置。分为：公用机和中心机两种。舰载计算机舰载计算机主要用于以下几方面：(1)组成舰艇作战指挥控制系统；(2)组成舰艇综合火力控制系统；(3)组成舰艇综合导航系统。(4)组成舰载电子对抗系统。舰载计算机舰载计算机的特点：具有较强的实时处置才干，对于各种实时恳求能迅速地作出呼应和处置；具有防止海洋湿热、盐雾、霉菌的严重侵蚀和抗振动、冲击、摇摆等抗恶劣环境的才干；具有良好的电磁兼容性、可靠性和可维护性；应按照系列化、规范化的要求，实现功能模块化、构造模块化和软件模块化，以便根据不同的义务要求，组成各种不同规模的计算机运用系统。

弹载计算机弹载计算机(Missile-bornecomputer)是指安装在导弹上，对导弹的飞行进展实时计算、实时控制和数字信号处置等的公用嵌入式计算机，又称弹上计算机，是导弹制导和控制系统的重要组成部分。弹载计算机弹载计算机是一种嵌入式计算机。具有体积小而轻、功耗低、可靠性高、实时性强和能抗恶劣环境等特点。此外，运用在不同的环境尚有一些不同的要求。例如战略导弹中的计算机要求具有一定的核突防才干；用于准确打击的导弹未制导地图匹配的相关计算机必需具有每秒几十亿次的高速运算才干及大容量存储器；小型导弹上的计算机那么要求小型化、轻型化；运载火箭中制导和控制的计算机那么必需具有对惯性丈量敏感器件、时序驱动、伺服机构、地面计算机和箭上网络、总线等设备相关的多样性接口。

星载计算机星载计算机(Satellite-borneComputer)是用于卫星、飞船等航天器上的计算机。它是姿轨控制系统的中心部件。它用于完成姿态和轨道控制，即在卫星、飞船等航天器飞行过程中完成姿态敏感安装丈量数据的采集与处置，控制战略的实时计算，执行机构控制指令的输出，星上数据管理设备或地面测控系统发出的控制指令的接纳及处置，姿控系统信息的搜集及向地面测控系统的反响。它也可用于数据管理、能源管理、通讯管理、容错管理及有效载荷管理和控制等。

星载计算机星载计算机的特点：小而轻、功耗低、实时处置才干强可靠性高、任务寿命长能在振动、冲击、电磁干扰、空间粒子辐射、核辐射等恶劣环境和无人维修的情况下长期延续运转火控计算机(FireControlcomputer)是武器系统中用于实施火力控制的嵌入式计算机，它是火力控制系统的中心设备。火控计算机的开展曾阅历了机械模拟、机电模拟、全电子模拟、数模混合和数字式五个阶段。火控计算机火控计算机的主要义务：根据目的探测器(如光学仪器、雷达、红外电视及激光跟踪器等)提供的目的坐标(如目的的方位角、高低角、斜距等)，计算目的运动参数，修正自然要素(如风速、风向、大气密度、重力等)对射击诸元的影响。对于行进中的火力控制系统，还应从武器载体姿态、运动参数丈量安装和定位导航系统来获得数据以对瞄准和射击诸元进展补偿和修正，按设定的弹道实时而延续地计算出准确击中目的的射击诸元(如射角、提早方位角、射弹引信分划值等)，并实时将它们传给武器发射控制安装(如高射炮的伺服机构、导弹飞行控制参数装定接口部件等)，支配武器自动跟踪射击目的。此外，火控计算机还具有某些控制和管理功能，如稳定自行武器的瞄准线和火炮轴线、弹药管理、武器的行军形状与战斗形状管理、自检与缺点诊断等。火控计算机模拟式火控计算机数字式火控计算机模拟数字混合式计算机火控计算机按所用技术按承当的战术义务单一武器控制众多武器控制综合控制的火控计算机火控计算机按用途高射炮射击火控计算机地面火炮射击火控计算机鱼雷射击火控计算机深水炸弹火控计算机舰载火控计算机潜艇火控计算机导弹射击火控计算机坦克火控计算机机载火控计算机各种火控计算机的共同特点如下：(1)实时性强。根据探测器测得的目的坐标，能快速、正确地计算出目的运动参数和击中目的的射击诸元，并控制武器自动跟踪、射击目的。(2)可靠性高。能在温度、湿度、冲击、振动、电磁场、盐雾及辐射等各种恶劣环境条件下，仍具有高可靠性和良好的可维护性。(3)构造紧凑。小而轻，能顺应如飞机、舰艇、车辆等载体的要求。随着武器系统自动化程度的不断提高，要求火控计算机的功能不断扩展，不仅能解算射击诸元，同时还添加了敌我运动姿态的显示、多批目的的火控分配、射击区域的选择、最正确发射数量等辅助指挥决策功能。火控计算机实时计算机(Real—timeComputer)是能以足够快的速度，呼应外部事件和对输入信息进展处置。并在规定时间内发出处置结果的计算机。它区别于普通计算机的最主要标志是其实时性。即在规定的时间内完成确定的义务和处置随机事件的才干，系统对外部事件能及时呼应，及时处置并及时发出处置结果，以便足以控制发出实时信号的过程，使一切实时设备和实时义务协调一致地执行。实时计算机通常与某一过程控制相联络，并成为整个自动控制系统的一部分。实时计算机实时计算机实时计算机的信息流程大致可以分为四个阶段：数据的测定或数据搜集；数据的处置及报告；对数据处置的结果进展判别并做出决议；执行所作出的决议或输出结果。实时计算机实时计算机不同于普通计算机的主要特征：硬件，中断系统按中断级优先顺序呼应中断，而实时中断为高优先级，同时，要求中断呼应时间短，运算速度快，数据传输率高。此外，实时计算机中除通用外部设备外，通常还需求加接一些公用外部设备。有实时操作系统的支持，应提供基于侵占和优先级的实时义务调度机制，死锁侦测和特殊的进程间通讯机制，操作系统开销要小，进程切换要快、中断屏蔽时间和中断处置时间要短。实时运用程序，特别是其实时部分应常驻留在系统中心中，在一些特殊的运用场所，将固化实时操作系统和实时运用程序的部分或全部。具有高可靠性和高可用性，要求高可靠性的实时系统普通都采用容错计算机。可穿戴计算机可穿戴计算机(WearableComputer)是一种可供穿戴的计算机。即可戴在手腕上、系在腰带上、嵌入在眼镜框架上或编织在衣服内的个人计算机(PC)。它具有普通PC机的全部功能，可用于多媒体文娱、电子邮件收发、卫星定位信号接纳、文字处置外，还具有环境感知、生理形状监测、虚拟现实、加强现实、提高人的感知才干等功能，可随时自动或被动地为运用者提供各种效力。与传统PC和笔记本计算机相比，它的最大特点是在运用时可以让运用者将双手彻底解脱出来，可以在挪动的过程中任务，携带和运用更加自然和方便，特别适宜野外和机动场所下的运用。可穿戴计算机由于运用环境，运用方式和穿戴性约束，通常要求可穿戴计算机在温度、湿度、振动、冲击、防水、防尘、抗腐蚀、电磁兼容等方面具有抗恶劣环境性能。按构成形状，可穿戴计算机可分为集中式和分布式两种。可穿戴计算机的输入主要有：语音、键盘、手写、视频(如摄像机、夜视仪)GPS、无线通讯机、PDA、光学探测设备。输出主要是目镜式和头盔式显示器，用以显示战场态势、地图等。此外也有固定在手腕上的显示器。估计薄膜显示器和编织在衣服上、袖子上的显示器也会很快推出。音频输出为扬声器和耳机。实现可穿戴计算机的主要技术难点是体积小而轻、功耗低、高可靠与高能电池、穿戴的温馨性与柔软性、理想化的用户界面与新操作方式等。军用计算机的系统构造1．军用电子系统的三个开展阶段2、支持综合电子系统的计算机系统构造军用电子系统的三个开展阶段以军用航空电子系统为例，军用电子系统的开展大致阅历了三种系统构造的开展阶段：分立式(DiscretedSystem)结合式(FederatedSystem)综合式构造(IS)早期的航空电子系统为分立式构造，各分系统及设备(雷达、惯性导航等)的控制、处置、显示均自成独立体系。系统以堆砌的组合方式构成，各分系统不能共享信息，每个分系统必需依赖驾驶员的操作，操作人员要不断从各分系统接纳信息，以坚持对武器系统及外界态势的了解。所以，分立式系统使驾驶员负担过重，且分系统及设备间电磁干扰严重，系统可靠性差。分立式系统构造结合式系统是在各分系统及设备自成体系的前提下，经过系统级数据总线进展信息交连，使各分系统能协调协作地完成使命义务的一种航空电子系统构造。这种构造的特点是各分系统(要含总线接口)仍相对独立，但在主控计算机(含有总线控制器及软件，它也可由某个分系统计算机充任)的一致控制下(为提高可靠性，常设有和主控计算机一样的备份计算机)可进展信息的交换、调度、集中显示和控制。结合式系统构造综合式系统构造综合式系统以共用模块为根底，采用开放式构造，突破传统的以设备来划分系统的方法，而以功能为根据将同一类功能融汇在一个功能区，而整个系统由假设干功能区经各种信息传输手段交联在一同，实现综合管理和资源共享及重构才干，提高了系统综协作战才干，减少了设备的体积和质量，降低了本钱，改善了系统的可靠性、可维护性和规模的可变性。综合式系统构造的特点(1)基于功能分区概念；(2)基于分布处置概念；(3)基于开放式系统构造；(4)规范化、模块化；(5)资源共享与容错；(6)向智能化开展；(7)向网络化开展。

支持综合电子系统的计算机系统构造

1〕美国空军“宝石柱〞方案与共用综合处置机CIP2〕美国空军“宝石台〞方案与综合中心处置机ICP“美国空军“宝石柱〞方案与共用综合处置机(1)“宝石柱〞方案“宝石柱〞方案是美国空军20世纪80年代中期提出的综合航空电子系统预先开展方案，于1987年公布<宝石柱航空电子系统构造规范>，1992年完成研讨并公布“宝石柱〞实验室研讨最终报告。它是军用航空电子系统由结合式系统构造向综合式系统构造开展的标志，采用共用综合处置机(CIP)作为中心处置机，为综合航空电子系统的开展打下了根底。特点：①“宝石柱〞突破传统的以设备划分分系统的方法，采用功能分区概念，将航空电子系统按功能划分为三个功能区：传感器管理区；义务管理区；飞机管理区。②“宝石柱〞初次采用高速光纤总线作为系统的互连总线，并实现数据、义务的综合。③“宝石柱〞采用开放式系统构造和二级维护的模块化构造，实现从外场可改换单元(LRU)到外场可改换模块(LRM)的转变。美国空军“宝石柱〞方案与共用综合处置机美国空军“宝石柱〞方案与共用综合处置机(2)共用综合处置机CIPCIP是“宝石柱〞方案和F-22战斗机中用于全机控制，义务计算与管理、信号及数据处置的计算机，是支持综合航空电子系统的中心处置机系统。①支持一切传感器子系统的处置在一个综合的处置系统中完成，允许传感器子系统之间信息共享。②支持运用共享数据区的多个并行处置，实时义务处置和系统管理。③支持容错，在规范的SEM-E型外场可改换模块(LRM)一级上实现硬件冗余、动态重构。④支持