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飞机、坦克、军舰上用的电脑相比普通电脑有什么差别?

2020-10-07 13:10阅读(64)

飞机、坦克、军舰上用的电脑相比普通电脑有什么差别?:作为前陆军工程大学的军校教员,我曾常年参加军队通信电子类装备的科研和维修保障工作,对军用计算机和家

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作为前陆军工程大学的军校教员,我曾常年参加军队通信电子类装备的科研和维修保障工作,对军用计算机和家用电脑的区别感触很深。

军用计算机要求防震防冲击和耐受高低温,开关按钮具有百万次以上的可靠性。



飞机、坦克和军舰在行驶中震动和冲击是非常大的,我们做过实验,普通家用电脑根本经不起颠簸,其接插件在军用环境中是非常脆弱的,颠簸几个小时就接触不良、短路甚至断路了。



军用计算机的板卡多采用三边卡槽插入,第四边有卡榫固定,连接器表面镀金以防止氧化和接触不良,这种高强度的连接方式可以保证抗振动和冲击。



耐受高低温也是项重要指标,要求在零下40度至零上70度之间能够正常工作。零下40度是非常严酷的环境,家用电脑在这种状态下是开不了机的。



军工厂都有高低温实验室,人为制造严酷的环境用来检验设备的高低温适应性,即使通过检验,还要在漠河等零下几十度的环境里进行实装检验,在海南岛等高温高湿的盐碱空气环境中做实验。



总体说来,军用计算机的性能并不家用电脑高,往往还落后1到2代,但它的环境适应性是家用电脑无法比拟的,也正因为如此,军用计算机的成本和价格往往家用电脑的十倍,这就是必须支付的代价。

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要论计算能力,应用在飞机坦克军舰上的军用计算机一般都要比常见的家用计算机差,而且,如果没有特殊要求的话,应该是差很多。最先进的F-22战斗机其飞控计算机的芯片也不过就是奔腾级别。而现在的家用计算机,动不动都是四核、八核、多少多少纳米这样的高速性能,可以运行相当大型的网络游戏,画面细腻度也是非常逼真的。

之所以这样,并不是说军用计算机不注重计算处理速度,相反,军用计算机一直都是对运算处理速度有着严格的要求,只不过,军用计算机处理的数据量并不包含大量的图形运算,大多数都是坐标、速度参数、性能参数、轨迹等这样的参数运算,因此,计算工作量相对要小的多。

不过要论可靠性,军用计算机要远远高于普通电脑,365天,全部工况下,无论是出海,还是飞行,无论是沙漠还是湿地,统统都要正常稳定工作,不死机、不蓝屏、不卡顿,就是开机启动也要求瞬间完成。除此之外,各个计算控制系统之间,处于复杂的电磁干扰环境中,还要确保正常工作。这就很需要技术水平了。

这是在一些战斗装备上的计算机,还有那些陆地上使用的军用计算机,比如就是最常见的笔记本电脑,也都是需要经过防跌、防撞、防水、防电磁泄露等特殊处理的,超轻超薄那根本都是花瓶,四四方方的大砖头才是王道。

毕竟,所有的军用计算机都是为战争环境下应用而设计的。


OK,关于问题就回答到这里吧。??

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这个我稍微知道点。

飞机、坦克、军舰上的电脑和家用看电影、打游戏的民用电脑不太一样。飞机上用来控制飞行、通信、显示、火控、雷达、完成各种任务都是由不同的任务计算机完成,互不相干,各管一块,即使一台计算机挂掉了也不会影响其他功能的完成。



当然,至关重要的功能是有多余度备份的。比如关系飞行安全的飞行控制计算机就有多台同时工作,互为热备份,一架飞机可能会有三四台飞控计算机。

普通电脑一个主机里塞进各种板子,内存、显卡、CPU都是插拔式,这种安装方式对恶劣的工作环境毫无应对之力。为了应对振动、保证牢固,机载计算机都是单板计算机,各种原件全部直接焊接到一块板上,有时还会灌胶用以防水防尘。




处理器大多用嵌入式处理器,并不是家用电脑上的通用处理器,比较常见的是IBM、摩托罗拉、飞思卡尔、ARM公司的产品。这类PPC的的运算速度并不快,顶级的PPC处理器也就1GHz,采用精简指令集,发热量低、安全性高、可靠性好。除了用在飞机、坦克、军舰上,在工业控制领域应用太广泛,F35用的就是Motorola G4 PowerPC 频率不到800MHz,现在好像改用飞思卡尔的PPC了。还比如美国的火星车用的也是PPC处理器。


摩托罗拉 ppc G4
处理器

这些通用处理器用起来也没多大问题,智能化时代,通用芯片和通用IC只是个工具,和蒸汽时代的蒸汽机,电力时代的电动机一样,生产工具而已,没必要从头发明。

计算机的本质都是一样的,用硬件执行计算机程序,得到自己想要的结果。

硬件上主要的区别我觉得就是质量,军工级和民用级不是一个层次,拿最普通的滤波电容来说,民用滤波电容温度—20~40度,质量好的几元钱一个,军工级—55~120度,几千甚至上万一个。三个民用电容一起过滤的电流质量都赶不上一个军工级电容。

一台万元的家用电脑主机,可以玩到爽的飞起,一块飞机上的处理板可能要几十万甚至上百万元。飞机,坦克,军舰计算机各IC元件管脚和各类接插件镀金是常规工艺!

飞机、坦克、军舰上不同功能的计算机,执行的是不同功能的程序。这些程序是无数“码农”智慧的结晶,绝无可能有任何Bug,为了保证高效和稳定,代码中连一个多余的字符都不会有,被优化到极致。这些程序和算法才最是有含金量的东西,拿到硬件什么也干不了,搞到代码才明白武器是怎么工作的,才能进行优化和升级。



F35的座舱

美军F35战斗机,有2000多万行代码,是F35最核心的机密,其他国家虽然花了几十亿美元采购战斗机,代码却一点不给看。只有美国最铁杆的盟友英国可以到美国查看战斗机源代码,也是只能看,不能动。

飞机、军舰、坦克上的电脑,运算速度慢,但高可靠,高效率,稳定压倒一切,“一台”计算机只干一件事。普通电脑坏了也就坏了,武器上的电脑可是关系到战争胜负和无数人的生命!

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性能极差,但是可靠性极高,而这也是军用武器的常见特点,其并不一定比民用产品的性能好到哪儿去,但是可靠性是极高的。

众所周知,电脑的核心就是处理器,而处理器本身就是由大量集成电路构成的运算单元构成的,所以对使用环境要求很好,比如常见的民用电脑等电子产品就会标明不适合在极端环境下使用,比如高温、严寒、高压、辐射等等。

但是问题就在于军用武器要在很多可能的极端条件下使用,比如战机有时就会在严寒的万米高空飞行,坦克可能会在酷热的沙漠作战等等,而如果使用民用级别的电脑等,则很容易出现各种突发故障,直接导致作战系统无法正常运行,而在战场这是要命的!

所以很多时候军用武器使用的计算机,往往都是在民用产品看来老掉牙的产品或者设计,比如军用电脑的处理器往往都是几十纳米级别的老工艺,根本就比不上如今常见的十几纳米级别的民用品,而在性能上更是相差巨大。再比如显示器,如今民用产品流行IPS等这些显示器,画质优秀色彩明亮,但是对于军用产品而言这些特性就无所谓了,质量可靠防碰防摔才是主要需要。

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这个有点意思,我要说飞机坦克军舰上的电脑连红警都带不动你敢信吗?

然而事实就是如此,一架F22隐身战机上的总数据处理能力加起来还比不上一台苹果手机!



这是因为,战机坦克上的火控和数据处理计算机,无需像民用设备那样处理大量的图形化界面。比如我们玩英雄联盟,动辄几个G的安装包。但是其中用于英雄以及对战数据处理传输的部分不到5M,其余99%的部分都是为了视觉表现,比如英雄形象,皮肤,地图背景等。



武器装备上的计算机,就是摒弃了几乎所有图形界面的几乎全部用来处理数据的,所以处理能力比不上我们的手机就可以理解了。

但这并不代表飞机坦克的计算机不厉害,相反,它们对可靠性有着变态的要求。家用电脑可能偶尔会死机蓝屏,但如果战机电脑死机那就是机毁人亡,这是绝对不允许的,可靠性要求极高。



另外,家用电脑通常工作环境温度在十几度,我们的手机低于零度五分钟就会开不了机。而军用装备的电脑要求在正负30度均可正常工作,这也是要求严苛的一面。

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没有特别大的区别,基本的元器件都一样的。我举个例子,F-22的机载计算机用的CPU是PowerPC-603。

也就是这玩意,这就是一款地地道道的民用处理器。

F-22上有的机载计算机的处理机构是32块这种CPU组成的计算阵列。并且这么多年过去了,用的还就一直是PowerPC-603。之前美国空军扯什么重启F-22生产线,中间面临的一个很大的问题就是:很多东西都停产了,比如这个CPU。

歼-20上的机载计算机的操作系统是VxWorks,CPU就是intel的,不过是10多年前的intelCPU。也完全够用。

这些民品转军用要做的一个必要的处理就是把整机塞进法拉第笼里面,然后就不怕EMP了,所以使命召唤6里面一颗核弹天上俄军的飞机就中了EMP掉下来,很显然是不合乎常识的。EMP是很好防范的,电器扔进法拉第笼里就没问题了。

CPU过时也无所谓,战斗机上航电需要的运算量并不大,跟电脑游戏比起来差很多。F-35是目前机载计算机性能最好的战斗机,也就是4块PowerPC-G4,一秒10000000次浮点计算,跟好一点的家用机比起来都有差距。

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飞机、坦克、军舰上用的电脑相比普通电脑有什么差别?大家好,欢迎关注兵器知识谱,今天我们来探讨一个关于军用计算机的科技话题。现代武器装备总少不了计算机控制系统,比如集现代黑科技于一身的隐身战斗机,由于人工智能的运用,载机成员已经从重型三代机的两人减为一人了;还有现代主战坦克,由于超强的计算机信息处理技术和自动化技术的运用,操作人员已经从以前老式坦克的4人组减到3人;当然也少不了那些长航时无人侦察机、察打一体无人机等等高科技装备。那么功能如此强大的军事装备计算机与普通民用计算机的差别在哪里呢?最大的差别就是代差!下图为俄军的军用笔记本电脑,他的重量跟民用台式机差不多。

性能上的差别

这里所说的代差并不是说民用计算机与军事装备计算机有代差,事实恰恰相反,是军事装备计算机与民用计算机有代差,说白了就是军事装备计算机性能远远落后于普通民用计算机,这是为什么呢?我们都知道,高科技军事装备的研发是一个很漫长的过程,比如国产四代机歼-20从研发到量产用了整整十年,1997年开始立项,2011年首飞、2014年定型,2017年量产服役。在这个过程中有一个非常重要的环节,那就是“定型”,技术装备的定型即表示各指标已经达到设计要求,今后生产工作就完全按照定型以后的数据去开展,因此定型即意味着“技术冻结”,所有硬件设施和软件都不再允许做任何修改,包括计算机系统。歼-20从定型到量产用了3年时间,这3年时间计算机民用领域已经发生多次技术更迭,比如苹果手机已经从2014年的苹果6更迭到2017年的苹果8,整整三代。而假设歼-20在2014年定型定型时使用的计算机CPU是Intel Core i7 980X Extreme至尊版高端六核十二线程处理器,那么三年后的Intel计算机CPU已经更迭到Intel Core i9-7980XE了。下图为先进的美军空军F-22“猛禽”战斗机,它的计算机控制系统所使用的CPU大概为1993年Intel586这种水平。

更新速度的差别

其他装备诸如坦克和军舰也同理,只有进行武器装备升级时才会再将已经落后的计算机进行更新,然后武器装备的升级并不像民用计算机那样换个显卡或者CPU那样拔出旧东西插入新东西就完事,而是先要系统设计,测试兼容性,修改控制软件程序,更换硬件等等,这一套流程下来一两年又过去了,如果待升级装备数量十分庞大的话,三五年能完成整个系列的武器装备系统升级也是很正常的事,三五年的时间里民用领域早就更迭了不知多少代了。因此,军用计算机是比民用计算机落后的。但是这只是技术上的差别,如果比较质量上的差别,那民用计算机可就没法跟军用计算机相比了。下图为德国陆军装备的豹2A6主战坦克,豹2A6主战坦克曾外销多国达几百辆,这些坦克一旦需要技术升级那将是一个庞大的工程。

用途上的差别

无论是军队笔记本电脑还是军事装备上使用的电脑都强调坚固。因为军队不像民间那样拥有舒适的办公环境,军队是国家的武装力量,是要打仗的,所以军用电脑要特别耐操,要求能在各种不同的恶劣环境条件下平稳运行,以确保武器装备能正常发挥战斗力。比如主战坦克,现代主战坦克能在2000米的距离上准确捕获目标并用火炮实施精确打击的原因就在于坦克里强大的计算机处理系统(火控系统),我军装备的99A主战坦克使用的计算机处理系统为猎-歼火控系统,“猎”的意思就是战场态势感知和情报分享,“歼”的意思就是在计算机控制系统的处理下计算出打击目标的相关参数,根据处理的参数调整火炮达到准确命中的目的。夏天时坦克内温度很高,坦克手往往能从靴子里倒出一股子汗水,而到了冬天坦克内部就像一个冰窟,最关键的是坦克为了达到歼敌目的,经常在路况非常恶劣的地形上驰骋,在这种环境下普通民用计算机是不能正常工作的,我敢说就连工业计算机也不能!下图为高度信息化和自动化的豹2A6主战坦克内部,大量人工工作被强大的计算机控制系统分担了。

标准上的差别

因此国家颁布了各领域的计算机标准:我国有国家标准(民标)、行业标准(民标)、国家军用标准(国军标)、行业军用标准(国军标)。计算机没有地方标准。到目前为止,我国的国家标准虽有计算机规范,但它只是针对室内使用的普通计算机制定的标准;行业标准和行业军用标准都没有制定专门的强固机标准;只有国家军用标准针对强固需求制定了标准。在国家军用标准中,不仅有计算机标准,而且还有配套的外围设备标准。这些国家军用标准都含有强固的要求。具有强固要求的计算机和外设国家军用标准如下:GJB 322A-1998《军用计算机通用规范》;GJB 925-1990《串行击打式军用打印机通用规范》;GJB 926A-1999《军用计算机用阴极射线管显视设备通用规范》;GJB 928-1990《军用软磁盘机通用规范》;GJB 1316-1991《军用温式磁盘机通用规范》;GJB 1901A-2003《军用巨型计算机通用规范》;GJB 1945-1994《军用计算机键盘通用规范》;GJB 2023-94《飞控计算机通用规范》;GJB 3221-98《机载大气数据计算机通用规范》。下图为高度信息化的歼-20地面训练仓。

投入上的差别

军用计算机是现代武器装备的灵魂,只强调为打赢战争服务,因此在技术上是无法赶上民用计算机也是可以理解的。民用计算机归根结底是为了服务经济,大量的投入最终能够得到更大的利润回报,而军用计算机属于防务实施,回报的是国家安全,而且这种回报是看似无形的,所以军用计算机不可能像民用计算机那样几百亿的投入只为发展一款芯片。话说回来军用和民用是相辅相成的,没有军队创造的安全环境,民用领域就没有高速发展的环境;没有民用领域的高速发展,就没有高技术军事装备给军队使用。下图为世界第一快的我国“天河二号”超级计算机,即便像“天河二号”这样的超级计算机如果在两年之内不升级的话就会被其他国家的超级计算机赶超,民用计算机的更迭速度是军用计算机望尘莫及的。

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关于军用电脑和消费级别的电脑还是有着很大的差别的,首先主要差别在于可靠性上,这是贯穿始终的。不论是其质量可靠性还是就算稳定性,都无疑是最重要的,这些电脑不需要大量的计算能力,但是需要这可靠的计算能力。

首先是需要很好地可靠性,我们知道军用就代表着稳定和质量,因为军用环境一贯是比较复杂的。那么军用笔记本需要什么样的特点呢?第一就是需要设备坚固,要需要防摔耐磨,并且电脑需要不受外力影响才可以,一般家用电脑的质量如果用在战场之上基本可以说就犹如纸片一样的脆弱。第二是军用的电脑需要绝佳的保密功能,一般军用计算机都有着加密错失,它不需要使用美丽漂亮的外观,但是需要有绝对的安全。军事机密可以说是目前世界上机密度最高的个体。因此军事计算机不需要很高的性能但是需要跟高的安全性和机密性。第三是军事使用电脑还要能够使用各种恶劣自然环境才可以,比方说高温、高寒、暴雨、高压、潮湿、颠簸、防辐射,因此我们常能看到军事使用的电脑基本都是跟一个大箱子一样,其笨重,但是坚固耐用。

经常应用的军事笔记本有悍马笔记本、松下军用笔记本、海尔军用笔记本。而应用在飞机、坦克等军事设备上的计算机实际计算性能估计是十几年前民用计算机的计算性能,其芯片的核心结构和民用实际是一样的,但是其有加密设计以及军用的特殊指令集设计,主要应用于坐标、速度参数、性能参数以及导弹轨迹等计算,其性能不高但是稳定性极佳,可以在高温环境下不出故障使用。

以上就是我对消费级电脑和军用级电脑区别的回答,由于受本人关于军事方面的电脑知识受限,以上回答也是根据相关信息得出,如果还有什么区别可以留言我们互相学习。

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除了能在恶劣条件下使用外,最主要军用电脑硬件和软件,全是本国自己研制,生产的,因为所有美国软件和硬件公司都和美国军方合作,(其他国家也类似)在设计生产时做上“后门”,就是漏洞,在需要时可通过后门,窃取信息,控制甚至瘫痪整个系统!比民用电脑多了一些功能,防水,抗光性好之类的

稳定性强,在信号接受和操作系统方面的安全性强,最重要的是能在沙漠,高原等恶劣条件下工作

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军用计算机正如其它几位回答的要求极端可靠性而速度却不如民用计算机。但也要放到计算机发展的时间线里来看。70年代苏联导弹驱逐舰的存储器占了一面墙才区区5MB,使用的是磁芯存储器。而同时期美国F-16的机载电脑的大规模集成电路存储已经与其容量相当了。目前F-16中期改进后的型号CPU在主频50MH存储容量在50MB左右。而F-22由于是486时代的研发时间,其全部计算能力相当于奔腾233左右(没有MMX)。后来的F-35则采用了1G主频的IBMCPU,是当时苹果电脑CPU的军用产品与奔腾3相当。我们的歼20由于定型较晚有可能会采用更高性能指标的CPU。至于苦逼的陆军以炮兵来说无计算机的作业还是必练科目。给迫击炮计算弹道的军用加固笔记本甚至可能是386的!坦克基本上也超不过486的水平!但指挥中心的条件限制就松多了。军用计算机的加固也影响到性能,往往要把原来高性能的芯片限制在几十分之一的水平上,就是为了环境适应能力。比如说以前显像管显示器要求从2米高掉下来无损伤,笔记本泡海水里30小时还能马上用,零上150到零下50的温度适应范围等等。