美军的C4ISR系统是什么?

电脑教程016

美军的C4ISR系统是什么?,第1张

C4ISR系统,是指挥、控制、通信、计算机、情报及监视与侦察的英文单词的缩写。

C4ISR系统是现代军队的神经中枢,是兵力的倍增器。美国战略C4ISR系统是美国军事指挥当局作出重大战略决策以及战略部队的指挥员对其所属部队实施指挥控制、进行管理时所用的设备、器材、程序的总称,其以信息化作战平台为依托,是整个军事C4ISR系统的重要组成部分。

系统作用

指挥自动化系统是指在军事指挥体系中采用以电子计算机为核心的技术与指挥人员相结合、对部队和武器实施指挥与控制的人机系统。20世纪50年代指挥自动化被称为 C2(指挥与控制)系统。20世纪60年代,随着通信技术的发展,在系统中加上“通信”,形成 C3(指挥、控制与通信)系统。

1977年,美国首次把“ 情报”作为指挥自动化不可缺少的因素,并与 C3系统相结合,形成 C3I(指挥、控制、通信与情报)系统。后来,由于计算机在系统中的地位和作用日益增强,指挥自动化又加上“计算机”,变成 C4I(指挥、控制、通信、计算机和情报)系统。

近年来不断发生的局部战争使人们进一步认识到掌握战场态势的重要性,提出“战场感知”的概念,因此C4I系统又进一步演变为包括“监视”与“侦察 ”的 C4ISR(指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察)系统。

随着计算机小型化,已经广泛运用到各种武器装备甚至单兵的头盔上,成为各种武器装备的“大脑”和“心脏”。在各计算机之间建立智能化信息交流,成为军队共享信息提高战斗力的重要途径。在这种情况下,C4ISRK得到综合集成,各种机械化武器装备不仅以其为“大脑”来实施操作控制,而且以其为“大脑”来实施信息交流,由此产生了数据链接即计算机软件通信。这是信息化军事变革中最重要的变革之一。由于这一新的通信方式的运用,使得信息不仅能够大量、快速、安全、抗干扰流动,可通过研制不同特殊功能的格式化信息和协议软件来实现,而且可以电脑为中介,及时转化到武器装备的操作控制中去,进而为军队一体化作战提供最关键的保证。

以计算机为终端的数据链作战网络,信息共享分为三个等级:近实时共享;准实时共享;实时共享。以往战争中,需数分钟、数小时、数天共享的信息,在有了良好的以计算机为终端的数据链作战网络后,可以在数十分钟、数分钟、数秒甚至零点几秒内实现共享。这无疑加大了战场上“时间就是军队”的砝码,尤其是在交战一方信息共享能力明显占据优势的情况下,时间就是军队的砝码就会向这方倾斜。信息共享战术性能主要具体表现在:可改变信息流程,使得信息流动环节减少,直接流向所需单位;可保证大家在极短或同一时间内,得到所需相关信息,及时利用信息;可通过信息的及时利用,使兵贵神速作战思想得以真正实现,提高决策、行动速度,以速度优势制胜;可就近就便使用作战力量,实现精确用兵,效果作战;可改变作战单元之间的协同方法,更多的进行随机协同和自适应协同;可改变指挥方式方法运用,更多的实施越级指挥、分散指挥、临时指挥,提高指挥效率;可实现精确高效的物资保障,避免战场物资的冗余和浪费;等等。

美军网络中心战的经验表明,在拥有较完备的以计算机为终端的数据链作战网络的情况下,一个侦察监视平台可以顶上数个以至数十个使用,其获取的信息可供许多作战单位使用;一个战斗发射平台可承担多项作战任务,随时实施多方向机动作战,且可确保随时摧毁最紧迫的目标;一个指挥岗位可以用来指挥控制建制内外的作战单位,且可随时提升其级别和职能。由此,不仅使得军队可以高度精干,而且可以大大增强作战行动的突然性、灵活性、稳定性。以计算机为终端的数据链作战网络本身,并不具有战场侦察监视、火力打击、指挥控制的作用,其只是提供战场信息流动的新的方式和手段。因此,其不仅不能取代侦察监视、火力打击、指挥控制系统等武器装备的功能,而且必须以其为支撑对象才能发挥自身的巨大威力。所以,对于现代化军队来说,不是有了以计算机为终端的数据链作战网络,就可以形成相对于特定对手的优势战斗力,而必须同时具有先进的侦察监视、火力打击、指挥控制武器系统。从这个意义上来说,打造以计算机为终端的数据链作战网络,与发展先进的侦察监视、火力打击、指挥控制系统武器装备同样重要。

举世公认的第一台电子计算机ENIAC, 诞生在战火纷飞的二次世界大战,它的“出生地”是美国马里兰州阿贝丁陆军试炮场。 鲜为人知的是,阿贝丁试炮场研制电子计算机的最初设想,出自于“控制论之父”维 纳(L.Wiener)教授的一封信。早在一次世界大战期间,维纳就曾来过阿贝丁试炮场。当时弹道实验室负责人、著名数学家韦伯伦(O.Veblen)请他为高射炮编制射程表。在这里, 他不仅萌生了控制论的思想,而且第一次看到了高速计算机的必要性。

多年来,维纳与模拟计算机发明人布什一直在麻省理工学院共事,结下深厚的友谊。 1940年,在给布什的信中,维纳写道,现代计算机应该是数字式,由电子元件构成,采用二进制,并在内部储存数据。维纳提出的这些原则,为电子计算机指引了正确的方向。

1943年,二次世界大战关键时期,战争需要像一只有力的巨手,给电脑的诞生铺平了道路。由于阿贝丁试炮场再次承担美国陆军新式火炮的试验任务,陆军军械部派青年军官戈德斯坦(H. Glodstine)中尉,从宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院召集来一批研究人员,帮助计算弹道表。 戈德斯坦本人就是数学家, 战前在密歇根大学任数学助理教授。他从陆军抽调了100 多名姑娘作辅助性人工计算,不仅效率低还经常出错。莫尔学院的两位青年学者——36岁 副教授莫契利(J. Mauchiy)和24岁的工程师埃克特(P.Eckert),向戈德斯坦提交了一 份研制电子计算机的设计方案——“高速电子管计算装置的使用”,他们建议用电子管为 主要元件,制造一台前所未有的计算机,把弹道计算的效率提高成百上千倍。

4月9日,陆军军械部召集会议审议这份报告。会议即将结束时,身为军械部科学顾问 的韦伯伦教授一言九鼎,他猛然站起身,“砰”地一声推开身后的椅子,对阿贝丁试炮场 负责人大声说:“西蒙,给戈德斯坦这笔经费!”说完这句话,立即转身向大门外走去, 戏剧性地决定了第一台电子计算机的命运。 军方与莫尔学院签订的协议是提供14万美元的研制经费,但后来合同被修订了12次, 经费一直追加到了48万,大约相当于现在1000多万美元。

电子计算机研制项目由莫尔学院 资深教授勃雷纳德(J.Brainerd)总负责,他曾经讲:“这是一项不能确保一定会达到预 期效果的开发方案,然而,现在正是一个合适的时机。”

莫尔学院研制小组是一个朝气蓬勃的跨学科攻关小组,在科技史上留下了敢冒风险、 敢于取胜的美名。小组成员包括物理学家、数学家和工程师30余名。其中,戈德斯坦在科 研组织方面表现出杰出的才干,负责协调项目进展。发挥主要作用的是莫契利和埃克特, 及一位名叫勃克斯(A. Burks)的工程师。莫契利是总设计师,主持机器的总体设计; 埃克特是总工程师,负责解决复杂而困难的工程技术问题;勃克斯则作为逻辑学家,为计算机设计乘法器等大型逻辑元件。

然而, 为支援战争赶制的机器没能在战争期间完成,直到1946年2月14日,恰逢当年“情人节”,世界上第一台电子计算机才研制成功。 这台机器的名字叫“ENIAC”(埃历阿克),即“电子数值 积分和计算机” 的英文缩写。它采用穿孔卡输入输出数据,每分钟可以输入125张卡片, 输出100张卡片。

在ENIAC内部,总共安装了17468只电子管,7200个二极管,70000多电阻器,10000多 只电容器和6000只继电器,电路的焊接点多达50万个;在机器表面,则布满电表、电线和 指示灯。 机器被安装在一排2.75米高的金属柜里,占地面积为170平方米左右,总重量达 到30吨。这台机器还不够完善,比如,它的耗电量超过174千瓦;电子管平均每隔7分钟就 要被烧坏一只,埃克特必须不停更换。

尽管如此, ENIAC的运算速度达到每秒钟5000次加法,可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法, 其运算速度超出Mark Ⅰ至少1000倍。一条炮弹的轨迹,20秒钟就能被它算完,比炮弹本身的飞行速度还要快。 ENIAC标志着电子计算机的创世,人类社会从此大步迈进了电脑时代的门槛

ENIAC

爱昵呀克

ENIAC, 短小为 电子数字积分器和计算机, 是第一所有电子计算机被设计是Turing 完全的, 能由rewiring 被重编程序解决计算的问题的全方位。1941 年它在之前由充分地把录音可编程序但机械Z3 由所有电子设计由Konrad ·Zuse 和rewire 对重编程序但不充分地通用英国的巨人计算机。ENIAC 和巨人使用了热电子的阀门, 即, 真空管, 然而Z3 使用了机械中转。1948 年要求rewire 重编程序ENIAC 被去除了。

ENIAC 由美军开发了和建立了为他们的弹道学研究实验室为计算弹道生火表的目的。ENIAC 被设想了和由J. Presper 埃克特和约翰·威廉Mauchly 设计了宾夕法尼亚大学。计算机被委任了在1943 5月17 日, 作为 项目PX, 被修建在电机工程Moore 学校从中间1944, 和正式作战从1946 年2月花费几乎$500,000 。它然后被关闭了在9 日, 1946 年为重新擦亮和记忆11月升级。ENIAC 被揭幕在1946 年2月14 日在宾夕法尼亚大学和转移了到阿伯丁证明的地面, 1947 年马里兰。那里, 在7月29 日那年, 它打开和会是在连续的行动直到1955 年。

凯·Mauchly Antonelli, 现在75 年年纪, 是一个八个人的队, 所有妇女, 编程了ENIAC 由操作其数以万计电缆和开关。

ENIAC 接受了很多新闻为其纯粹大小, 但这在一些方面不是其时代科技目前进步水平。不同于Konrad ·Zuse 的Z3 1941 年和霍华德·Aiken 的标记I 1944 年它必须rewired 运行一个新项目(Z3 和标记我读了他们的项目磁带) 。此外, 不同于Z3 和多数现代计算机, ENIAC 的记数器执行了小数算术而不是binary 。

ENIAC 使用十主张圆环柜台存放数字。算术由"计数" 执行了脉冲以圆环柜台并且组建运载脉冲如果柜台"包裹了在附近", 想法是看齐在电子一个机械加法器的数字轮子的行动。每个ENIAC 的二十台十数字签字的累加器能进行5,000 次简单的加法行动每秒钟(共计100,000 加法行动每秒) 。ENIAC 能只主持357 次增殖行动每秒或38 次部门(或方根) 行动每秒。

ENIAC 完全是妖怪它遏制了17,468 根真空管、7,200 个水晶二极管、1,500 个中转、70,000 个电阻器、10,000 台电容器和大约5 百万手被焊接的联接。它称了30 吨, 是大致2.4 m 由0.9 m 由30.5 m, 占去了167 m. 和消耗了160 千瓦力量。输入是可能的从IBM 卡片阅读机, 然而IBM 打印机能导致打印的产品。

ENIAC 使用了通常天的八基地无线电管小数累加器由6SN7 啪嗒啪嗒的响声做成, 然而6L7s 、6SJ7s 、6SA7s 和6AC7s 被利用了在逻辑作用。众多的6L6s 和6V6s 担当了线司机对驱动脉冲通过电缆在机架汇编之间。

一些电子专家预言, 管失败那么频繁地会发生机器从未会是有用的。这个预言结果是部份地正确的: 几支管烧光几乎每天, 留给它nonfunctional 关于一半时间。特别大量可靠性管不是可利用的直到1948 年, 因此埃克特和Mauchly 必须使用普遍管型号。大多这些失败, 然而, 发生了在准备和凉快下来的期间, 当管加热器和负极是在最热量的重音之下。由从未关闭机器简单的(如果 昂贵) 应急办法, 工程师使ENIAC 的管失败降低到一支管的更加可接受的利率每二天。1954 年, 行动的最长的连续的期间没有失败是116 个小时(近五天) 。当时假使技术可利用, 这错误率是卓越地降低, 和并肩作战象进贡对ENIAC 精确工程学。

他们获取了的埃克特和Mauchly 采取了经验并且创办了Eckert-Mauchly Mauchly Computer Corporation, 生产他们的第一台计算机, BINAC, 1950 年1949 年在由Remington 之前Rand 被获取和改名作为他们的Univac 部门。

ENIAC 运行了直到1955 年十月2 日。这是一个唯一设计和从未被重覆了。结冰在设计在1943 意味, 计算机有未被解决的一定数量的缺点, 著名地无能存放项目。但想法被组建从工作和它有在人譬如John Von Neumann 是深刻地显要的在最新计算机的发展的冲击, 最初地EDVAC 、EDSAC 和SEAC 。一定数量的改进并且做了对ENIAC 由1948 年, 包括一个原始只读被存放的编程的机制使用作用表当项目ROM, 想法由John Von Neumann 提议。这修改减少了ENIAC 的速度由6 次因素, 但是当它并且使重编程序的时间降低到几小时代替几天, 它被认为了好价值表现损失。

2004 年自, 硅芯片测量0.02 英寸(0.5 毫米) 正方形举行能力和ENIAC 一样, 占领了一间大屋子。