[拼音]：jisuanji

[外文]：computer

計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代航空航天工程中最重要的技術(shù)工具之一。從民用航空的訂座系統(tǒng)到載人飛船的地面指揮中心，從比較簡單的機(jī)載大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)到高度復(fù)雜而可靠的航天飛機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)，無不依賴于計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代航空航天工程的各個(gè)領(lǐng)域。按照應(yīng)用的場(chǎng)合，用于航空航天工程的計(jì)算機(jī)可以分為兩大類：地面計(jì)算機(jī)和飛行器計(jì)算機(jī)。地面計(jì)算機(jī)多采用通用計(jì)算機(jī)，它又可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)。微型機(jī)發(fā)展極快，在性能上已趕上或超過了某些小型機(jī)，并開始出現(xiàn)趕上超級(jí)小型機(jī)的趨勢(shì)。對(duì)于飛行器計(jì)算機(jī)則有一些特殊的要求（體積、重量、功耗、環(huán)境和功能等），故多采用專用計(jì)算機(jī)，但70年代后期以來，新的飛行器計(jì)算機(jī)已開始采用通用微處理機(jī)作為它的中央處理機(jī)。

地面計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)在航空航天地面系統(tǒng)中用途很廣，如民航訂票業(yè)務(wù)、地面仿真試驗(yàn)、航天器測(cè)控、飛行器設(shè)計(jì)和制造等方面。

民用航空旅客訂座系統(tǒng)

從50年代開始就出現(xiàn)了用計(jì)算機(jī)來處理訂票業(yè)務(wù)，已發(fā)展成為完善的可編程序旅客訂座系統(tǒng)。這種系統(tǒng)通過高速通信網(wǎng)把世界各大城市售票點(diǎn)與計(jì)算機(jī)中心聯(lián)結(jié)起來，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)，開展遠(yuǎn)距離聯(lián)程預(yù)訂客座等業(yè)務(wù)。這種系統(tǒng)一般都接有上千個(gè)終端裝置，如顯示終端、打印機(jī)、售票機(jī)等。有關(guān)班機(jī)座席情況、旅客資料和班期時(shí)刻等上百種數(shù)據(jù)都存貯在龐大的存貯器內(nèi)，根據(jù)要求迅速地在顯示終端顯示出有關(guān)數(shù)據(jù)，以回答各種詢問。

地面仿真試驗(yàn)

高性能計(jì)算機(jī)是地面仿真試驗(yàn)的主要設(shè)備，這種試驗(yàn)為新飛行器的研制開辟了一條新的途徑。地面仿真試驗(yàn)可以部分或全部代替飛行器的某些地面模擬試驗(yàn)，也可以部分代替飛機(jī)的試飛。這種試驗(yàn)要求建立物理過程的精確數(shù)學(xué)模型，具有一定的通用性。它可以節(jié)省研制費(fèi)用，縮短研制周期，減少飛機(jī)試飛中的事故（見飛行仿真器、控制系統(tǒng)仿真技術(shù)）。

航天器測(cè)控

航天測(cè)控和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)對(duì)航天器實(shí)施跟蹤、測(cè)量和控制，是航天器正常工作的基本保障。這項(xiàng)工作實(shí)時(shí)性強(qiáng)、信息量大、可靠性高，必須依靠大型高速計(jì)算機(jī)。航天控制中心一般配置多臺(tái)、大型高速計(jì)算機(jī)及其完善的軟件系統(tǒng)。這些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)處理航天器測(cè)軌和遙測(cè)數(shù)據(jù)，獲取航天器軌道、姿態(tài)和各分系統(tǒng)工作的參數(shù)，為監(jiān)視和控制航天器的工作提供信息。當(dāng)航天器出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以協(xié)助查找故障原因，并提供處理故障的可能方法。

飛行器設(shè)計(jì)和制造

在飛行器設(shè)計(jì)和制造過程中，需要解決有關(guān)空氣動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、制造工藝學(xué)等方面的大量復(fù)雜問題，必須借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行解算。隨著大型數(shù)控繪圖機(jī)和通用繪圖軟件的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)成為飛行器設(shè)計(jì)和制造的重要手段。采用人機(jī)對(duì)話的工作方式，從計(jì)算機(jī)可以直接輸出設(shè)計(jì)圖紙、加工制造所需要的信息，顯著縮短研制周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。圖1為中國巨型計(jì)算機(jī)。

飛行器計(jì)算機(jī)

60年代以來微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展，特別是70年代微處理機(jī)問世以來，數(shù)字計(jì)算機(jī)在飛行器上獲得日益廣泛的應(yīng)用。

飛行器計(jì)算機(jī)的特殊要求

對(duì)飛行器計(jì)算機(jī)有一些特殊的要求，其中主要有：

（1）能承受惡劣的環(huán)境條件：如很寬的工作溫度范圍（飛機(jī)上為-60～+60°C，導(dǎo)彈上達(dá)-55～+125°C），高達(dá)40g的沖擊過載，以及振動(dòng)、潮濕、鹽霧、電磁干擾、空間粒子輻射和核輻射等，為此一般需要采用經(jīng)過嚴(yán)格篩選的軍用電子器件。藍(lán)寶石基底的CMOS器件有較高的抗輻射能力，在導(dǎo)彈和航天器計(jì)算機(jī)中應(yīng)用較多。

（2）體積小、重量輕和功耗低：這些要求在導(dǎo)彈和衛(wèi)星上尤為突出?，F(xiàn)代飛行器計(jì)算機(jī)多以大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路微處理機(jī)為核心，并已開始采用單片微計(jì)算機(jī)和二次集成計(jì)算機(jī)。CMOS器件功耗低、可靠性高，是飛行器計(jì)算機(jī)的理想器件。

（3）可靠性高：現(xiàn)代飛行器價(jià)格昂貴，在飛行中一般無法維修，計(jì)算機(jī)一旦失靈，會(huì)造成嚴(yán)重后果。例如，在采用電傳操縱系統(tǒng)的隨控布局飛機(jī)中，飛行控制計(jì)算機(jī)完全失效會(huì)導(dǎo)致機(jī)毀人亡。航天器（如衛(wèi)星）常在空間工作數(shù)年以至更長的時(shí)間，這就要求計(jì)算機(jī)連續(xù)工作數(shù)萬小時(shí)不出故障。為了滿足極高的可靠性要求，除了嚴(yán)格挑選元、器件之外，還須采用特殊的方法，即余度技術(shù)和自檢與故障監(jiān)控技術(shù)，采用多個(gè)處理機(jī)以構(gòu)成能在一定程度上容忍出錯(cuò)的容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這種計(jì)算機(jī)能自動(dòng)檢測(cè)和診斷故障，自行改組計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，以便繼續(xù)工作，故障排除后還能自動(dòng)恢復(fù)。

（4）實(shí)時(shí)性強(qiáng)：與一般對(duì)象比較，飛行器飛行速度快，飛行環(huán)境和飛行姿態(tài)也瞬息多變，對(duì)空作戰(zhàn)飛機(jī)和導(dǎo)彈的攻擊目標(biāo)也是高速的飛行器，因而飛行器計(jì)算機(jī)應(yīng)能進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算。它的數(shù)據(jù)采樣時(shí)間間隔一般僅為幾毫秒至幾十毫秒，計(jì)算周期等于采樣間隔時(shí)間或它的數(shù)倍。隨著飛行器性能的提高，計(jì)算內(nèi)容不斷增加，也要求計(jì)算機(jī)以更高的速度進(jìn)行計(jì)算。

飛行器計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

飛行器上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有三種基本結(jié)構(gòu)型式：

（1）獨(dú)立的單功能計(jì)算機(jī)：60年代的飛機(jī)計(jì)算機(jī)大多是這種結(jié)構(gòu)型式，即各機(jī)載分系統(tǒng)采用獨(dú)立的、功能單一的計(jì)算機(jī)，如導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、飛行控制計(jì)算機(jī)、火力控制計(jì)算機(jī)、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等。它們大部分是模擬計(jì)算機(jī)，60年代后期開始采用數(shù)字計(jì)算機(jī)。

（2）集中式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：如60～70年代的衛(wèi)星和空間探測(cè)器多采用這種結(jié)構(gòu)型式。采用單機(jī)或雙機(jī)冗余的系統(tǒng)集中地或部分集中地完成多種任務(wù)。如1975年發(fā)射的“海盜”號(hào)探測(cè)器，在著陸艙中使用了雙機(jī)冗余的制導(dǎo)與程序控制計(jì)算機(jī)，集中執(zhí)行制導(dǎo)與控制、命令處理、能源管理和登上行星后的程序控制等任務(wù)。它還使用另一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理。

（3）集中分散式分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：數(shù)字式航空電子信息系統(tǒng)有一臺(tái)主處理機(jī)和一臺(tái)監(jiān)控處理機(jī)，它們通過多路傳輸數(shù)據(jù)總線對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總?cè)蝿?wù)調(diào)度、出錯(cuò)管理并完成部分其他功能。若干臺(tái)遠(yuǎn)距處理機(jī)(機(jī)載分系統(tǒng))通過總線的遠(yuǎn)距終端與主處理機(jī)和監(jiān)控處理機(jī)聯(lián)系（見航空綜合系統(tǒng)）。這種系統(tǒng)的研究成果已用在許多方面?，F(xiàn)代航天器上也出現(xiàn)了類似的綜合系統(tǒng)，也采用集中分散式的分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

飛行器計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)在飛行器上有十分廣泛的用途，如飛機(jī)上用計(jì)算機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算、飛行控制、火力控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、雷達(dá)信號(hào)處理、電子偵察、電子干擾、通信、性能管理和綜合顯示等；航天器上用計(jì)算機(jī)完成軌道控制、姿態(tài)控制和天線指向控制，遙控指令譯碼、指令存貯和分配，遙測(cè)、遙感和探測(cè)的數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)壓縮，以及實(shí)驗(yàn)儀器的程序控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與存貯等；導(dǎo)彈上用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)（包括圖像匹配制導(dǎo)）、起飛前的測(cè)試計(jì)算和瞄準(zhǔn)計(jì)算以及起飛后的實(shí)時(shí)測(cè)試計(jì)算和無線電通信管理等。民航客機(jī)使用計(jì)算機(jī)的典型例子如波音757、波音767和A-310，這幾種飛機(jī)都裝備有飛行管理系統(tǒng)，而飛行管理計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)的核心，用于調(diào)度系統(tǒng)工作，并兼有性能管理、導(dǎo)航、導(dǎo)引等功能。它通過多路傳輸數(shù)據(jù)總線與傳感器分系統(tǒng)、飛行控制分系統(tǒng)和控制顯示分系統(tǒng)相交聯(lián)。這種計(jì)算機(jī)采用適于機(jī)載實(shí)時(shí)計(jì)算的 16位SDP-175處理機(jī)為中央處理機(jī)，外存貯器的容量約500K字節(jié)，內(nèi)部隨機(jī)存貯器的容量為32K字節(jié)。圖2為導(dǎo)彈上使用多機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型實(shí)例。巡航導(dǎo)彈的位置修正系統(tǒng)是一個(gè)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)，利用雷達(dá)系統(tǒng)所獲取的地形圖像與事先存貯的參考地圖作相關(guān)處理，以確定導(dǎo)彈的瞬時(shí)位置，用于對(duì)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行位置修正。圖像相關(guān)匹配時(shí)，數(shù)據(jù)量大，要求計(jì)算速度極高。如“潘興”2中程彈道導(dǎo)彈上采用的ASPRO相關(guān)處理機(jī)，每秒鐘能完成1億次加法，能處理1000億個(gè)2位的圖像元素。行星探測(cè)器使用計(jì)算機(jī)的實(shí)例如“旅行者”號(hào)探測(cè)器，它采用了 3套雙機(jī)冗余的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：遙控命令與控制系統(tǒng)、姿態(tài)控制與穩(wěn)定系統(tǒng)以及科學(xué)儀器控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。航天飛機(jī)采用由5臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)，其中一臺(tái)用于監(jiān)督整個(gè)系統(tǒng)的工作，另4臺(tái)采用帶有表決器的余度技術(shù)， 構(gòu)成非?？煽康挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)，以保證安全地完成復(fù)雜的載人航天飛行。

發(fā)展趨勢(shì)

60年代后期以來，微電子技術(shù)飛躍發(fā)展。70年代至80年代初，生產(chǎn)微計(jì)算機(jī)的主要廠商幾乎每兩年就推出一種新的微機(jī)產(chǎn)品，配套的外圍芯片也隨之迅速問世。微處理機(jī)自70年代初期進(jìn)入市場(chǎng)以來，已由4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)發(fā)展到 32位機(jī)。這種工藝上的進(jìn)展為飛行器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。飛行器計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代趨勢(shì)是：

（1）采用通用的微處理機(jī)和外圍芯片。

（2）飛行器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件模塊化。

（3）出現(xiàn)多種適于實(shí)時(shí)系統(tǒng)編程的高級(jí)語言，如Ada語言等，可提高軟件的通用性。

（4）解決復(fù)雜程序編制、調(diào)試和管理問題的軟件工程。

（5）把容錯(cuò)計(jì)算機(jī)集成在一個(gè)芯片上，進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。

（6）智能計(jì)算機(jī)(或稱知識(shí)型計(jì)算機(jī))的出現(xiàn)，將為航空航天事業(yè)的發(fā)展提供更好的條件。

參考文章

• 目前，世界上發(fā)生的恐怖活動(dòng)，主要形式有爆炸、綁架、人質(zhì)劫持、暗殺、投毒、破壞計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等。（）生活安全
• 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可擴(kuò)充性的基本要求?電氣技術(shù)
• 賓館、飯店經(jīng)營管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)接口的選擇規(guī)定有哪些?電氣技術(shù)
• 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)支持程序和實(shí)用程序的一般規(guī)定?電氣技術(shù)
• 電力工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件中測(cè)量子系統(tǒng)?電氣技術(shù)
• 簡述TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖機(jī)的鎖閉狀態(tài)及造成原因。交通運(yùn)輸
• 水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)脈沖累加信號(hào)輸入接口性能要求?電氣技術(shù)
• 什么是計(jì)算機(jī)病毒?測(cè)控技術(shù)
• TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)當(dāng)聯(lián)鎖機(jī)處于非同步狀態(tài)下工作機(jī)為A機(jī)時(shí)，配電柜參穩(wěn)A發(fā)生故障時(shí)如休處理？交通運(yùn)輸
• 公用建筑計(jì)算機(jī)設(shè)備的布置原則有哪些?電氣技術(shù)

建筑資質(zhì)代辦咨詢熱線：13198516101

標(biāo)簽：計(jì)算機(jī)

版權(quán)聲明：本文采用知識(shí)共享 署名4.0國際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱：《計(jì)算機(jī)》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/14160.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。