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    關于艦船系統中計算機加固技術的思考

    2008-01-18

    一、需求的強大牽引

    隨著人類進入信息時代和社會經濟的全球化,人類的全球活動與日俱增。由于地球面積的三分之二是海洋,顯然,海上的活動必然隨之大增。海上活動的主體單位,自古以來就是艦船。在“以人為本”的思想的指引下,艦船要能更好地為人服務,就離不開高科技,尤其是信息技術。其核心就是計算機。所以,計算機已滲透到艦船系統的許多部位,并且不斷擴張。現在我國的造船事業和航運事業已位居世界前列,所以,艦船系統中的計算機的前途是不可限量的。

    艦船系統中的計算機,除了應具有一般計算機的共性之外,它的特性主要表現在它的適應工作環境和應用上,它的工作環境主要是高溫、高濕、高霉菌,大震動和強沖擊以及長時不間斷地實時工作,還必須適應艦船上裝備密集,電磁環境惡劣,以及操作人員海上工作疲憊、暈吐等惡劣條件,這就是艦船系統中計算機加固技術所要解決的問題。在這方面已有相應的國標和軍標,就不在此贅述了。如計算機達不到標準,那它就很難在艦船系統中充分發揮作用了。

    二、技術的快速推進

    由于高科技的快速發展,尤其是信息技術的 飛速發展,計算機近半個世紀的進展的確輝煌,這可以從它在性能的提高、體積的縮小、成本的降低、可靠性增強等方面的提高了百億倍來表達。尤其是計算機硬件已大規模產業化了,而且性能價格比每十幾個月就提高一倍。計算機在人類活動中的應用的滲透性,令人吃驚。同樣,艦船系統中的計算機也是從無到有,從少到多,性能等發展迅速。所以,艦船系統中計算機的一般硬件加固技術已較成熟,已不可與幾年以前的情況同日而語了。目前是要進行創新,更上一層樓了。

    三、加強集成、勇于創新。

    艦船系統中的計算機(硬件及軟件),是推動人類海上活動變革的重要力量。艦船系統中的計算機的應用雖然五花八門,但歸納起來,一般可以分為三大類:

    (一)嵌入系統:它是由硬件和軟件混合組合來構成的 ,它利用軟件來控制硬件部件的動作,典型的以嵌入式微處理器來運行。如用在一條艦船上的微處理器可多達幾千個,不但連成網,而且還自動地、實時地工作。它的性能要求需要在系統層進行開發,并應由軟件開發者來驗證。

    (二)信息密集系統:它是由軟件控制的計算機和網絡組成。實際是利用軟件來執行系統的全部功能,包括全部自動化復雜信息系統。如指揮控制系統。它的性能要求應建立與用戶的密切聯系。可能需要快速原型來驗證,并應合理地注重軟件的可擴充性。

    (三)計算密集系統:它是由軟件控制的巨型機或計算機群組成,專門執行復雜計算任務,時常有專門的計算方法,其中主要任務是調度安排好和以“批”模式無人值守的運行。如海上水聲探測,環境預報等。

    在艦船系統中,為了生存競爭,真是沒計算機不行,但是,只有硬件而無軟件,它就什么事也不會干。加之,目前硬件已大規模生產,而且價廉物美,并且摩爾定律繼續有效。而軟件的生產仍舊是手工式為主,大大落后于硬件。這主要是由于軟件與硬件本質的差別所造成的。主要是:1)軟件結構單元具有近于無窮可變性,這也給我們以廣闊的創新空間。2)很少通用的軟件部件。所以,需要大力發展構件的標準化和建立構件庫。3)軟件被賦予最關鍵的功能。這是它的 優勢。4)接口是多種多樣的,更加深層和不可見。5)軟件的功能性和大小,幾乎沒有固定的限制。這就使它的前途無量。6)軟件是容易變動的。這是他的靈活性的優點。7)簡單的軟件變動可能要求廣泛的測試。8)軟件通常突然失效,沒有警告的跡象,這必須高度重視,予以防范。9)處理軟件需要有系統工程觀點。10)軟件占主要地位系統的生命周期如一般系統工程生命周期,常利用快速原型和迭代開發。加之,目前設計軟件系統的兩種流行方法是:1、結構化分析和設計。2、面向對象的分析和設計,尚無法迅速彌補硬件和軟件之間的差距。何況硬件仍舊按照摩爾定律快速向前發展,這就要求軟件必須迎頭趕上。

    雖然,我國艦船計算機事業自力更生起步于50年代,一直發展到今天,已取得了很大成績。但由于種種原因,發展速度不夠理想,目前與國際上的差距仍不小。這就迫切需要我們站在全局的高度,綜合考慮硬件和軟件以及系統,找準突破口,扎實工作,勇于創新,進行跨越式發展。當然,在取得突破之前,也要抓緊利用已有的技術和條件,擴大應用,以取得相應的經濟和社會效益。這也是對跨越式發展的有力配合。相信在大家的共同努力下,我國一定會在這方面進入世界前列。

    最后,如有不妥之處,希望各位指正,謝謝大家!




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