一.概況
1.什么是計算機加固
所謂加固,就是為適應某種惡劣環(huán)境,在計算機設計時對影響機器性能的各種因素,諸如系統(tǒng)結構、電氣特性、機械結構等所采取的相應保證措施。也就是說,計算機要在各種惡劣環(huán)境下使用,都應采取相應措施,否則,機器難于正常運轉,所采取的措施就是對機器進行加固。
2.我國的特點
世界情況各不相同,就地理、政治情況來講,我國有以下特點:
① 地域、領空遼闊;
② 有眾多的江河、湖泊;
③ 有大片的沙漠;
④ 有數萬公里長的海岸線;
⑤ 有遼闊的海域;
⑥ 有其他特殊的使用環(huán)境;
⑦ 我國的軍事行動重點是保衛(wèi)本國,而不是針對全球。
由于使用環(huán)境各不相同,因此,對機器的加固要求就各不一樣。
二.機器的加固標準
目前尚未發(fā)現(xiàn)國外有國家一級的計算機加固標準。如上面所說,由于國外的地理位置、環(huán)境狀況、軍事目的與我國大不一樣,即使別國有加固標準,也難適合于我國的要求。
我國有國家標準(民標)、行業(yè)標準(民標)、國家軍用標準(國軍標)、行業(yè)軍用標準(國軍標)。計算機沒有地方標準。到目前為止,我國的國家標準雖有計算機規(guī)范,但它只是針對室內使用的普通計算機制定的標準;行業(yè)標準和行業(yè)軍用標準都沒有制定專門的加固機標準;只有國家軍用標準針對加固需求制定了標準。在國家軍用標準中,不僅有計算機標準,而且還有配套的外圍設備標準。這些國家軍用標準都含有加固的要求。
具有加固要求的國家軍用標準如下:
GJB 322A-1998《軍用計算機通用規(guī)范》;
GJB 925-1990《串行擊打式軍用打印機通用規(guī)范》;
GJB 926A-1999《軍用計算機用陰極射線管顯視設備通用規(guī)范》;
GJB 928-1990《軍用軟磁盤機通用規(guī)范》;
GJB 1316-1991《軍用溫式磁盤機通用規(guī)范》;
GJB 1901A-2003《軍用巨型計算機通用規(guī)范》;
GJB 1945-1994《軍用計算機鍵盤通用規(guī)范》;
GJB 2023-94《飛控計算機通用規(guī)范》;
GJB 3221-98《機載大氣數據計算機通用規(guī)范》。
與計算機有關的國家軍用標準還有一些,但不是專門針對“加固”制定的,所以沒有在此列出。
三.加固計算機的分類
加固機可以用各種方法進行分類。在標準(主要是GJB 322A軍用計算機通用規(guī)范)中有兩種分類方法,即按使用環(huán)境和加固方式進行分類。兩種情況的分類如下:
1.按使用環(huán)境分類
按使用環(huán)境分為以下六類:
① 地面環(huán)境
a) 有空調機房環(huán)境;
b) 無空調機房環(huán)境;
s) 野外環(huán)境。
② 車載環(huán)境
a) 有空調,載體靜止環(huán)境;
b) 無空調,載體靜止環(huán)境;
c) 無空調,載體移動環(huán)境。
③ 艦載環(huán)境
a) 有空調,艙室環(huán)境;
b) 無空調,艙室環(huán)境;
c) 有掩蔽的艙外環(huán)境;
d) 無掩蔽的艙外環(huán)境;
e) 潛艇(水下)環(huán)境。
④ 機載環(huán)境
a) 可控環(huán)境;
b) 不可控環(huán)境。
⑤ 發(fā)射式環(huán)境
a) 陸基發(fā)射式環(huán)境;
b) 水下發(fā)射式環(huán)境;
c) 空中(飛機、衛(wèi)星、飛船等飛行器)發(fā)射式環(huán)境。
⑥ 其他使用環(huán)境。
2.按加固形式分類
按加固形式分為以下四類:
① 普通型 (共2類);
② 初級加固型(共2類);
③ 加固型(共5類);
④ 全加固型(共7類)。
各種加固型的類別名稱詳見下面第四大條的第2小條“各類加固的環(huán)境要求及部分參數”。
四.加固機的技術要求
對于技術標準來說,某種機器是不是加固機,是屬于哪一類加固機,都要反映在標準中,要在標準中的“技術要求”條款中用一些必要的數據表示出來。在現(xiàn)有國家軍用標準中,針對每種加固類別,都給出了相應環(huán)境要求的各種必要參數。
另一方面,現(xiàn)有的標準都是產品的通用標準,而不是專門針對環(huán)境要求制定的標準。為了一項標準的完整性,因此,在標準的技術要求中,不僅有與環(huán)境相關的技術內容,而且有與環(huán)境關系不大的內容,例如機器的功能、軟硬件要求、安全等。為便于對加固性能集中敘述,故在本文中將機器的性能分為兩類,一類是與加固類型關系不大的技術要求歸為“通用要求”,另一類是與加固類型密切相關的技術要求。以下簡單介紹這兩種要求,這些要求以GJB 322A為例。
1.產品的通用要求 主要的要求如下:
① 外觀結構:各類的要求一致。
② 硬件、軟件、結構設計:各類的要求一致。
③ 機器性能:由于產品更新?lián)Q代非???,而且各用戶對產品的性能要求不一樣,因此只給出了參考值。
④ 安全性:各類的要求一致。
⑤ 電磁兼容:各類的要求一致。
⑥ 可靠性:可靠性雖然與環(huán)境條件有關,但主要是根據用要求提出來的。在標準中給出了MTBF的系列值,這個系列中的任何一個值都不是針對某個具體環(huán)境。
⑦ 維修性:各類的要求一致。
2.各類加固的環(huán)境要求及部分參數
加固機與環(huán)境有關的內容包括工作溫度、濕熱、振動、沖擊、自由跌落、加速度、壓力(氣壓)、噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、霉菌、鹽霧、運輸、抗核加固。
上述加固要求并不是各種類型的加固機都要采用,而是根據各類加固要求適當選用,例如,地面固定有空調機房環(huán)境的機器就沒有必要對日光輻射、防水、吵塵、霉菌、鹽霧等提出要求。
下面給出計算機標準中各類加固的具體環(huán)境要求,凡沒有提到的環(huán)境即是沒有要求,某些要求也給出了具體參數。計算機和各種外設的加固類型和相應指標詳見相應的國家軍用標準。
① 普通型
a) 適合于地面固定有空調機房環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(15℃~35℃)和濕熱要求。振動(20Hz~60Hz)和沖擊是可選項。
b)適合于地面固定無空調機房環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(0℃~40℃)和濕熱要求。振動(20Hz~60Hz)和沖擊是可選項。
② 初級加固型
a) 適合于車載有空調載體靜止環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(5℃~40℃)、濕熱、振動(5Hz~200Hz)、沖擊、自由跌落和運輸要求。壓力、霉菌和鹽霧是可選項。
b) 適合于艦載有空調艙室環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(5℃~40℃)、濕熱、振動(5Hz~80Hz)、沖擊、自由跌落和運輸要求。外殼防水、霉菌和鹽霧是可選項。
③ 加固型
a) 適合于車載無空調載體靜止環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-15℃~50℃)、濕熱、振動(5Hz~500Hz)、沖擊、自由跌落和運輸要求。壓力、吵塵、霉菌和鹽霧是可選項。
b) 適合于艦載無空調艙室環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-15℃~50℃)、濕熱、振動(5Hz~80Hz)、沖擊、自由跌落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。運輸是可選項。
c) 適合于艦載有掩蔽的艙外環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-15℃~55℃)、濕熱、振動(5Hz~80Hz)、沖擊、自由跌落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運輸是可選項。
d) 適合于潛艇環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(0℃~40℃)、濕熱、振動(5Hz~80Hz)、沖擊、自由跌落、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運輸是可選項。
e) 適合于機載可控環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-20℃~40℃)、濕熱、振動(10Hz~2000Hz)、沖擊、自由跌落、加速度、壓力和噪聲要求。外殼防水、易爆性大氣和運輸是可選項。
④ 全加固型
a) 適合于野外環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-40℃~50℃)、濕熱、振動(5Hz~200Hz)、沖擊、自由跌落、日光輻射和外殼防水要求。壓力、易爆性大氣、吵塵、霉菌、鹽霧和運輸是可選項。
b) 適合于車載無空調的載體移動環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-40℃~50℃)、濕熱、振動(50Hz~500Hz)、沖擊、自由跌落和運輸要求。壓力、日光輻射、外殼防水、霉菌和鹽霧是可選項。
c) 適合于艦載無掩蔽的艙外環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-40℃~65℃)、濕熱、振動(15Hz~80Hz)、沖擊、自由跌落、日光輻射、外殼防水、霉菌和鹽霧要求。易爆性大氣和運輸是可選項。
d) 適合于機載不可控環(huán)境
規(guī)定了工作溫度(-50℃~70℃)、濕熱、振動(10Hz~2000Hz)、沖擊、自由跌落、加速度和壓力要求。噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、霉菌、鹽霧和運輸是可選項。
e) 適合于陸基發(fā)射式環(huán)境
規(guī)定了工作溫度(-50℃~65℃)、濕熱、振動(10Hz~50Hz)、沖擊、自由跌落、加速度和壓力要求。噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣、吵塵、霉菌、鹽霧和運輸是可選項。
f) 適合于水下發(fā)射式環(huán)境:
規(guī)定了工作溫度(-30℃~50℃)、濕熱、振動(50Hz~300Hz)、沖擊、自由跌落、加速度、壓力、霉菌和鹽霧要求。噪聲、日光輻射、外殼防水、易爆性大氣和運輸是可選項。
g) 適合于空中(飛機、衛(wèi)星、飛船等飛行器)發(fā)射式環(huán)境。
規(guī)定了工作溫度(-50℃~60℃)、濕熱、振動(300Hz~2000Hz)、沖擊、自由跌落、加速度、壓力、霉菌、鹽霧和運輸要求。噪聲、日光輻射、外殼防水和易爆性大氣是可選項。
在上述要求中,貯存運輸溫度、恒定濕熱、沖擊、加速度、噪聲是按普通型、初級加固型、加固型、全加固型分別給出參數,而不是環(huán)境類別給出參數。也就是說,同一加固型的這幾項要求是一樣的。
此外,對于某些應用情況,還應有其他特殊要求,如在核和空間環(huán)境下工作的計算機還應具有抗輻射的能力。這些都要具體產品具體規(guī)定。
五.加固計算機類型
加固計算機種類繁多,目前主要有:
上架式加固計算機;
便攜式加固計算機;
嵌入式加固計算機;
手持式加固計算機;
加固平板電腦計算機等。