加固計算機

一．加固計算機概念

1．什么是計算機加固

計算機加固，就是為適應(yīng)某種惡劣環(huán)境，在計算機設(shè)計時對影響機器性能的各種因素，諸如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性、機械結(jié)構(gòu)等所采取的相應(yīng)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(yīng)采取相應(yīng)措施，否則，機器難于正常運轉(zhuǎn)，所采取的措施就是對機器進行加固。

加固計算機包括小型計算機和微型計算機，也包括相應(yīng)的外圍設(shè)備。其中，計算機包括服務(wù)器、工作站、個人計算機、嵌入式計算機。

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(lǐng)空遼闊；

② 有眾多的江河、湖泊；

③ 有大片的沙漠；

④ 有數(shù)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(biāo)準

目前尚未發(fā)現(xiàn)國外有國家一級的計算機加固標(biāo)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(biāo)準，也難適合于我國的要求。

我國有國家標(biāo)準（民標(biāo)） 、行業(yè)標(biāo)準（民標(biāo)） 、國家軍用標(biāo)準（國軍標(biāo)） 、行業(yè)軍用標(biāo)準（國軍標(biāo)）。計算機沒有地方標(biāo)準。到目前為止，我國的國家標(biāo)準雖有計算機規(guī)范，但它只是針對室內(nèi)使用的普通計算機制定的標(biāo)準； 行業(yè)標(biāo)準和行業(yè)軍用標(biāo)準都沒有制定專門的加固機標(biāo)準；只有國家軍用標(biāo)準針對加固需求制定了標(biāo)準。在國家軍用標(biāo)準中，不僅有計算機標(biāo)準，而且還有配套的外圍設(shè)備標(biāo)準。這些國家軍用標(biāo)準都含有加固的要求。

具有加固要求的國家軍用標(biāo)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(shè)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(shù)據(jù)計算機通用規(guī)范》 。

與計算機有關(guān)的國家軍用標(biāo)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．加固機的分類

加固機可以用各種方法進行分類。在標(biāo)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(diào)機房環(huán)境；

b） 無空調(diào)機房環(huán)境；

s） 野外環(huán)境。

② 車載環(huán)境

a） 有空調(diào) ,載體靜止環(huán)境；

b） 無空調(diào) ,載體靜止環(huán)境；

c） 無空調(diào) ,載體移動環(huán)境。

③ 艦載環(huán)境

a) 有空調(diào) ,艙室環(huán)境；

b) 無空調(diào) ,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(shù) ”。

四．加固機的技術(shù)要求

對于技術(shù)標(biāo)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(biāo)準中，要在標(biāo)準中的 “技術(shù)要求 ”條款中用一些必要的數(shù)據(jù)表示出來。在現(xiàn)有國家軍用標(biāo)準中，針對每種加固類別，都給出了相應(yīng)環(huán)境要求的各種必要參數(shù)。

另一方面，現(xiàn)有的標(biāo)準都是產(chǎn)品的通用標(biāo)準，而不是專門針對環(huán)境要求制定的標(biāo)準。為了一項標(biāo)準的完整性，因此，在標(biāo)準的技術(shù)要求中，不僅有與環(huán)境相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容，而且有與環(huán)境關(guān)系不大的內(nèi)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(guān)系不大的技術(shù)要求歸為 “通用要求”，另一類是與加固類型密切相關(guān)的技術(shù)要求。以下簡單介紹這兩種要求，這些要求以 GJB322A 為例。

1．產(chǎn)品的通用要求

主要的要求如下：

① 外觀結(jié)構(gòu)：各類的要求一致。

② 硬件、軟件、結(jié)構(gòu)設(shè)計：各類的要求一致。

③ 機器性能：由于產(chǎn)品更新?lián)Q代非?？?，而且各用戶對產(chǎn)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(guān)，但主要是根據(jù)用要求提出來的。在標(biāo)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(shù)

加固機與環(huán)境有關(guān)的內(nèi)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(jù)各類加固要求適當(dāng)選用，例如，地面固定有空調(diào)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(biāo)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(shù)。計算機和各種外設(shè)的加固類型和相應(yīng)指標(biāo)詳見相應(yīng)的國家軍用標(biāo)準。

① 普通型

a) 適合于地面固定有空調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(shù)，而不是環(huán)境類別給出參數(shù)。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(yīng)用情況，還應(yīng)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(yīng)具有抗輻射的能力。這些都要具體產(chǎn)品具體規(guī)定。

在標(biāo)準中，還對各項技術(shù)要求給出了試驗方法，以及判定產(chǎn)品是否合格的質(zhì)量保證規(guī)定等。

五．計算機加固標(biāo)準的未來發(fā)展及標(biāo)準適用情況

1．從計算機的應(yīng)用環(huán)境來看，其他新的應(yīng)用環(huán)境條件可能有一些，但大多數(shù)可以參照現(xiàn)有標(biāo)準中的類似環(huán)境選擇加固等級，所以，現(xiàn)有的計算機軍用通用規(guī)范 GJB 322A-1998 暫時還沒有修訂的必要，而且尚無修訂的打算。所以，現(xiàn)有的 GJB 322A-1998 目前是適用的。

2．我國的計算機國家標(biāo)準 GB/T 9813-2000 《微型計算機通用規(guī)范》正在修訂。據(jù)現(xiàn)在修訂的情況來看，它的環(huán)境要求的指標(biāo)遠遠滿足不了惡劣環(huán)境條件下的使用要求，例如，標(biāo)準修改稿（草案）中的溫度只適合于地面固定的室內(nèi)較舒適的環(huán)境。因此，該項國家標(biāo)準即使完成定稿，但也不適合于民用或軍用加固計算機使用。

3．我國的海、陸、空幅員廣大，環(huán)境復(fù)雜。在這些復(fù)雜環(huán)境條件下，不僅在軍事設(shè)施中運行著大量的計算機，而且在民用設(shè)施中也運行著大量的計算機，某些民用環(huán)境的惡劣程度不一定比軍用環(huán)境好。為了使計算機能在惡劣環(huán)境條件下使用，在我國尚未制定民用加固計算機標(biāo)準的情況下，建議民用加固計算機及其外圍設(shè)備使用軍用計算機和外圍設(shè)備規(guī)范的相應(yīng)國家軍用標(biāo)準。