个人计算机在军事行动中的作用

　　进攻能力已经成为个人计算机在军事行动中的作用的一部分，正如下面两个事例说明的：五角大楼2010年1月所证实的对互联网搜索引擎Google的破坏性网络攻击，以及美国国防部副部长威廉•J•林恩三世（William J. Lynn III Lynn）声明网络安全是当前的“头号”防务优先事项。美国国防部《2010四年防务评估报告》（US QDR 2010）也规定了网络防御的条款，包括为设在马里兰州米德堡陆军基地的美国网络司令部（US Cyber Command）增加预算拨款，美国战略司令部（STRATCOM）按照美国空军（USAF）的指导监督网络司令部的行动。网络战时代的另一个迹象是五角大楼的IT人员被限制使用可移动快闪存储设备，美国空军空间司令部（USAF's Space Command）司令在在2010年3月19日的声明中要求美国空间司令部（USSPACECOM）的IT人员继续采取措施控制接入和使用小型、便携式、大容量存储装置，这种装置如果被带离工作场所将构成安全上的风险。

　　从积极的方面讲，战术网络是支援数字化信息作战的基础，是否是非网络中心数字化战场的基础还值得探讨。军用个人计算机（MPC military personal computer）在各种防务活动的领域内都是必不可少的，从五角大楼记账到同步机动作战的调整线，以及使军用个人计算机融入采办改革和转型政策。有助于完成联合指挥、控制与通信（C3），指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I），以及情报、监视与侦察任务（ISR）的能力可以支援机动作战。

这些都提高了作战、网络化通信和战术决策的效率。增加的2010财政年度国防部（DOD）资金被要求用于采购无人系统，通过旅战斗队（BCT brigade combat team）作战用的网络化、移动个人计算机系统，提供增强的情报、监视与侦察数据。

坚固性和生存性

个人计算机在各级军事行动中无处不在，导致这种现状的最重要因素是基于商用货架产品（COTS）的采办政策的高度兼容性，这种政策因而可以促进规模经济。私营部门的商业研发受益于美国国防部小企业创新研究计划（SBIR）奖金，这些奖金用于奖励美国正在进行中的首创计划，包括国防高级研究计划局（DARPA）战术技术办公室（TTO）和战略技术办公室（STO）的技术推进项目。进一步减少尺寸并将计算能力提高到太赫兹（THz，一百万兆赫）的范围，帮助提高应用技术处理的灵活性，多任务能力，操作的机动性，都将产生于目前的纳米技术研究计划，包括基于微电子机械系统（MEMS）的III-V族化合物半导体材料，这种半导体材料是应用先进纳米尺度加工技术（nanoscale fabrication technique）生产的。下一代应用技术通常将采用柔韧的薄膜计算装置和信息电器（infopliance），比如智能纸张，其能力将远远超过目前这一代技术。

另一方面，计算机系统的坚固性与生存性改装是区别许多军用系统与商用平台的基本特征。打算用于战术用途的个人计算机，在坚固性方面应该符合几种国际认证标准，比如美国军用标准MIL -STD -810和MIL -STD – 461（也称为军用规范标准）。北约国家有STANAG 4586和7085通用规范。美国军用标准和北约标准化协议（STANAG）都进一步划分了小类，包括分级，这与高生存性个人计算机系统的规定指标直接有关。

国际防护等级系统（International Protection Rating System）或防护等级（IP code），也称为进入防护等级（Ingress Protection rating），是一种全球公认的系列分级标准，也是国际电工委员会（IEC International Electrotechnical Gommission）标准相应的小类。防护等级用指定的文字和数字表示设备抵御各种环境危害的水平，包括尘土、水、电磁干扰、极端温度、振动和弹道冲击以及外来物进入造成的损害。欧洲计算机制造商协会（ECMA European Computer Manufacturers Association）的标准基本上是欧盟（EU）计算机设备坚固性分级标准的翻版，美国电气制造商协会（NEMA National Electrical Manufacturers Association）等级系统是其美国版。同样，欧盟各成员国，包括北约成员国，都将为在本土销售的计算机设备制订各自的规范，德国标准（DIN）就是延伸国际电工委员会标准的一个例子。美国国防部颁布了《国际技术评估要求》（ITAR International Technology Assessment Requirements）。这些要求规定了受控制技术必须符合的标准，可能还会影响到将军用设备和军事装备外包给非美国防务客户。有大量适用军用个人计算机的等级标准，可以说，上述标准是防务供应商经常要面对的规范。

全加固与半加固

实现军用个人计算机系统生存性的方式可以多种多样。有几种加固这些系统的主要方式，第一种是在设备外面用生存力强的机壳和外包装保护零部件，以及人机工程附件，比如可伸展的臂状物，使设备远离冲击源、持续的振动和电磁干扰。便携式人机工程游戏机、安装架和工作站，如果改装为符合军用规范也一种解决方案。

综合防护措施是加固和提高系统生存性的另一种方式。这种方式包括用耐用性比常规ABS塑料高得多的材料制造笔记本电脑的外壳，键盘，指针设备，摄像头和显示屏。现在选择的材料都是硬度高、重量轻的金属合金，再加上经过相应强化的显示屏或盖板铰链和碰锁，以确保翻盖正常闭合，一般还要加上融为一体的提手。机壳可以完全用金属制造，或抗冲击塑料，或用高强度合金加强的、能够防弹、防爆的层压材料制造。插口用可翻折的或连成一体的小翻盖保护。除了消费者设备用的商用级输入/输出（I/O）设备，比如联网设备和USB插座，还包括大量使用的符合美国军用标准的连接器，例如MIL - DTL - 38999系列III型，这种连接器有助于在使用状态保护线缆和天线。

加固的军用个人计算机的显示屏不仅是用比常规平板显示屏更能抗冲击、热、电磁干扰（EMI）的材料制成，在各种野战条件下还具有高可视性，包括在非常明亮的阳光和其他直射光源之下，或者是恶劣气候造成的昏暗，比如强沙尘暴。沾上水也可能造成光学干扰，因此，符合军用规范的显示屏，就像个人计算机机壳一样，也需要防水。防弹防爆是另外一个考虑。对一些在战场上使用的个人计算机的显示屏的要求包括各种级别防爆、防弹、防刺性能。加固个人计算机的外壳，包括便携式计算机，一般可在支架上安装，或在过度运动或坠落时保证安全。加固的个人计算机的内部结构在部件级别上也不同于常规计算机，因为它们应用了几种提高部件生存性的技术。加固的部件，包括存储器和硬盘部件，是用比商用型号更抗冲击、振动和电磁干扰的材料制造的。

活动部件产生的辐射热给系统带来的热负荷也是加固计算机要解决的另外一个因素，就是通过制造低功率/低热散发的主板、处理器、存储器模块和插卡来解决的。强化冷却技术也可以用于加固的计算机系统，比如帕尔帖（Peltier）热电致冷器件。这类器件是实际致冷，而不是用风扇和吹风来散热，大大降低了热负荷。

进来的空气要先进行过滤，以防止环境中的尘埃和大颗粒进入。机内部件支架可能被锁固、加套覆盖或拧到固定位置以防振动和冲击。由于硬盘（HD或HDD）是移动计算机系统最关键和最容易损坏的部件，它们就是加固型军用计算机生存性增强的对象。使用结构因子为2.5英寸的旋转磁盘的硬盘加装了加固用的，有垫子或垫圈的抗冲击填充物（比如硬盘用的，像汽车蒙布那种耐冲击垫），以及硬盘内部的防撞、防潮防护物。其他措施包括装在一起的加热线圈，用于在极冷气候下启动硬盘时加温，还有用于极高温度工作时的热电致冷器件。

固态硬盘（SSD）大约是2007年开始投入使用的，现在已经更广泛地用于军用和消费者移动计算设备。固态硬盘是用非易失性闪存制造的，而不是旋转盘，比常规硬盘的速度至少快一倍，抗冲击性能要高得多。固态硬盘的主要缺点是不具有相当的大存储容量，但是，随着每GB（现在是PB，1000000GB）成本的下降，存储容量在不断增加。

半加固的个人计算机系统也可能用于战术、本土安全和执法环境。半加固个人计算机抵御环境不良影响的能力更有限。用于制造半加固计算机的材料的这种抵御能力介于制造消费者个人计算机和加固军用型号计算机的材料之间。半加固个人计算机系统用于战术或本土安全用途，可以为计算系统提供一定程度的强化保护，或者是用于战线后方的安全区域。典型的使用环境是车载，半加固个人计算机，比如平板计算机，都被固定在符合人机工程的安装架上。这些安装架主要提供抗冲击、抗振动保护，其次是通过使个人计算机或战术数字显示屏与温度高的内表面脱离直接接触和不被阳光直射来防止过热，再就是通过提高设备的对流。可佩带的个人计算机系统，手提的系统，比如PDA和平板电脑系统以及无线瘦客户机也都适合车载安装，这些系统的紧凑性和便携性可以提高其生存性，因为它们比较大的系统更容易被放入保护物中，也更容易取出。

也许高端消费者个人计算机系统与为防务用户制造的计算机系统之间最明显的区别在于性能和指标限制范围。加固计算机就要付出代价，仅例举几个重要问题：战术上的生存性的代价往往是速度、平台之间的兼容性和升级的方便程度。然而，防务制造商正在不断实现这种平衡，即生产坚固的计算机，同时其性能让那些用父亲的笔记本电脑看流媒体电视（streaming TV）而不是做家庭作业的普通小孩挑不出什么毛病。政府资助项目和私营防务技术供应商项目中那些用于各种军事行动的个人计算机和基于个人计算机的系统的持续发展也反映了这种趋势，个人计算机的应用多种多样，潜力也不断提高，从目前相关技术领域正在进行的计划中也能看到这一点。

军用特种计算机的分类

军用笔记本电脑

计算设备外形尺寸不断缩小与处理能力基准的提高相结合，同时伴随着有助于战术机动性的技术融合。移动系统的演进强调了摩尔定律的价值，该定律实质上认为，计算能力大约每两年翻一番。笔记本电脑在机动作战中的普及程度随着“信息化军事变革”（info- RMA）不断提高，这个变革促成了战争的数字化转型，反过来又被商业市场的发展和基于商业货架产品（COTS）的技术采购计划所推动。军人信赖的笔记本电脑已经变得像突击步枪一样具有标志性意义绝不是说大话。在网络环境中工作时，笔记本电脑可以完成复杂的任务，不管是作为对等局域网（LAN）还是客户端——服务器配置的一部分，典型的是无线局域网络（WANS，也成为WLANS）。有些任务涉及到任务计划，实时语言翻译，以及保证保障任务安全的信息感知行动。笔记本电脑和其他便携式计算装置已经证明对所有作战都有实际的重要意义，尤其是为某些任务改装的。

改装的笔记本电脑和便携式计算装置的用途包括战术通信和对无人系统的遥控操作。有两种这类应用，“捕食者”无人机（PREDATOR）和“PACKBOT”小型无人地面车辆已经成为伊拉克战争的象征，但是这种原理也适用于其他各种无人机（UAV）、无人地面车辆（UGV）和无人水下潜航器（UUV）系统。在这些任务中，笔记本电脑一般用于连接外围遥控装置，这些遥控装置主要是有线的，也可能是无线的。这些控制从电子游戏机（Gameboy或Playstation）和iPhone –Android（（谷歌公司开发的基于Linux平台的开源手机操作系统——译者注）风格控制界面到6自由度力反馈（6DOF force feedback）“cyberloves”游戏机和虚拟现实（VR）头盔显示器（HMD）。所有这些都是商用货架产品（COTS）计划的产物。游戏风格的控制器背后的理论是，加入军队的士兵随之带来了从老百姓玩的游戏中学到的各种技能，使他们成为天生的“任天堂勇士”。更大的，iPad风格的控制器和其他笔记本电脑（后面讨论），可以使用触摸屏和手写用户互动交流方式，也在封闭的环境中作为控制器，比如主战坦克（MBT）和装甲人员输送车（APC）内部，用于遥控无人地面车辆并显示战术数据，包括后勤和消防人员的数据。总体说来，这种机动军队计算应用方式也是乘车作战行动的一部分，用于高机动性轮式车辆（HUMVEE）以及其他轮式和履带式车辆。

饭盒与行李箱

所谓的饭盒式计算机配置实质上是一种高便携性台式机设备，或可装入行李箱的，如果你愿意。这种设计与战术部署以及战场非常匹配，因为机箱的加固融入了设计过程，这种设计还提供了多个平板显示器，当机箱以多种模式打开时，就可以展开这些显示器。前面提高的Chassis Plans公司生产了3种型号加固便携式台式机，MP3×17、MP1×17A和 MP1×20A。这些型号的外框都使用高强度铝合金制造并带有橡胶箱角，内框也是铝合金的。所有便携式台式机都安装了ATX规格主板并有多个卡槽和可热插拔的SATA驱动器槽，可以配置为独立磁盘冗余（RAID）阵列。MP3×17有3个17英寸、1280×1084像素、防炫的液晶显示器，整个有效视场为3840×1024像素。这些显示器可以用一个或多个视频卡运行，可以根据不同任务的要求配置。

MaxVision公司也生产了几款适合战术和本土安全使用的饭盒式和行李箱式电脑，既可以在野外用，也可以在办公桌上用。据说，该公司的MAXPAC个人计算机系列产品的液晶显示屏是同级别便携式计算机中最大的。MaxVision公司的重点是定制化产品，该公司称其生产的大约50%便携式计算机工作站都是为在公司占主导地位的军方和政府客户定制或半定制设计的。MaxVision公司称，公司因此可以提供最新技术解决方案，包括多核处理器结构。

瘦客户机和平板电脑

这类系统占据了服务器和台式机之间的这部分市场。瘦客户机和零客户机是简化为只剩下必要部件的网络计算设备，他们是昔日客户机-服务器网络模式的哑终端的当代对应物。然而，今天的瘦客户机的升级和移动要容易得多了。对台式机应用来说，他们也是具有吸引力的解决方案，因为他们可以作为主机服务器的客户端快速地连接到高速、宽带局域网或广域网，主机服务器承担大量繁重的计算工作，使瘦客户机能够以对用户透明的方式工作，就像在台式个人计算机上使用监视器、键盘和鼠标一样。零客户机是网络信息电器，其功能就是作为职能终端。位于德国埃兴的Kontron公司是一家主要的军用级瘦客户机制造商。Kontron公司提供了MICRO CLIENTⅡA、V PANEL和NANO CLIENT系列瘦客户机。Kontron公司的MICRO CLIENTⅡA瘦客户机使用1.6GHz 的英特尔Atom处理器，输出热量低，有利于无风扇冷却。其装用的触摸屏前面板符合IP65标准（有关电子封装的标准——译者注）。启动的选项包括以太网、SATA接口或CF（Compact Flash）卡。另一款值得在防务上应用的瘦客户机是Motion公司的FLEXDOCK J3400，该机可以折叠成笔记本电脑的样子。像笔记本电脑的的平板个人计算机，显示器必须加固，处理能力很小，适合模块化集成到车用战术计算系统中。

Elbit Systems Land and C4I - Tadiran公司是一家主要的加固计算机和战术通信终端的供应商，在十多年的时间里向美国陆军和世界上的其他军队提供了成千上万套设备。Elbit Systems Land and C4I – Tadiran公司的战术加固计算机、终端和控制器经受了战场考验，为数字化战场提供了战术数据传播以及指挥与控制能力。所有产品都设计为能够承受严酷的军队野战条件并在强烈的电磁干扰/射频（EMI/RFI）环境中使用。高性能、重量轻的加固显示器和个人数字设备（PDU）适用于综合步兵作战系统（Integrated Infantry Combat System）。手提式、高性能加固显示器提供了极佳的视觉和操作能力。作为Elbit公司DOMINATE Ⅲ系统的一部分，这种显示器的人机工程设计、低能耗和强化能力，使其具有许多用途，包括：指挥与控制、态势感知、显示彩色数字地图、地理参照照片和地形描述。基于Intelx86结构的、重量轻的加固计算设备，设计并优化为多合一的士兵工具包平台。这款个人数字设备是按照MIL-STD-810F标准设计制造并达到了该标准，经受了防坠落、冲击、潮湿、尘埃和振动，极端温度以及其他严酷战场条件下的试验。此外，加强型战术计算机（ETC）是一种多功能、经过战场考验的加固战术计算机，可以改装用于多种战斗车辆。加强型战术计算机目前被世界上多个军队使用，并经过战场考验，能够承受最极端的战斗条件。具有高性能处理能力、战术调制解调器和内置GPS接收机，加强型战术计算机将模块性、连通性和性能结合到一项适合军用的战术计算解决方案之中。装用10.4英寸薄膜场效应晶体管（TFT）显示器和集成了键盘、指针装置、触摸屏的多合一用户界面，加强型战术计算机可以用作一个单独的综合设备，或者与一个的拆卸的显示器一起使用。

手持设备与可佩带设备

这些设备占据了军用个人计算机频谱的“短端”。现成的技术方案功能丰富，包括新出现的混合设计，比如PDA电话，可以提供移动战术网络电话（VOIP）会议的摄像头，战术虚拟专用网络（VPN）的功能集成到这个平台，另外还集成了其他功能，比如GPS，移动网络，以及WiFi和蓝牙兼容性。

American Reliance (Amrel)公司的ROCKY系列军用级、全加固移动个人计算机系统，包括DA-M型PDA和DR-M、DK-M笔记本电脑。DA-M型机壳是镁合金制造的，符合MIL-STD-810F、MIL-STD-461E标准和相应的IP标准。这些设备配装了4英寸480×640像素VGA显示屏，Amrel公司称这种显示屏的清晰度是大多数PDA显示屏的4倍，还设有USB2.0A插口。可供选择的还包括一块加长工作时间的LION电池，801.11 b/g WiFi连通性，蓝牙2.0，以及GPS集成。Amrel公司还通过其“可定制商用货架产品”计划，对公司的手持设备进行定制，以满足终端客户的要求。

位于加拿大温哥华的NephSystem公司生产了N270超加固PDA，这款PDA不仅符合MIL-STD-810F/461F和IP67标准，还符合欧盟EN60950-1、EN300328T标准和加拿大工业部标准（Industry Canada，IC）。这款PDA使用了一个频率为624MHz的Marvell PXA270处理器，安装在板上的256MB的SDR随机存储器（RAM）。其3.7英寸薄膜场效应晶体管QVGA液晶显示屏具有触摸屏用户界面。N270也是插口充足的PDA的例子，这反映在PDA的输入/输出设备上，包括2个A型USB连接器，1个B型USB mini连接器，CF卡，Micro-SD卡和1个10/100以太网插槽，耳机和麦克风插孔，1个RS-232（串口）插口和1个扩展插口。其标准的操作系统是Windows CE5.0，但公司将通过定制来满足终端用户的要求。

同类的PDA和笔记本电脑包括Getac公司生产的E100加固笔记本电脑和PS236战术PDA。E100符合MIL-STD-810G和IP54标准，可以在零下20摄氏度工作。具有日光下可视的超亮8.4英寸显示屏，在800每平方米烛光（Nit）的光线下可阅读，也可以作为触摸屏。连通性包括可选用的蓝牙，集成了具有EV-DO或HSPDA升级的GPS/WLAN。PS236也通过了MIL-STT-810G标准认证，其标准配置有高速HSPDA WiFi连网，GPS接收机，电子罗盘，高度计和1个300万像素自动对焦的摄像头。纽约格雷特内克的Mediatek公司生产了DA05M+ PDA系列产品。该公司2009年被选定为“地面士兵系统组件”（Ground Soldier Ensemble，现在是地面士兵系统Ground soldier System）系统手持显示屏（HHD）的分承包商，同时入选的还有通用动力公司、雷声公司和罗克韦尔-科林斯公司等主承包商。Login Crete公司的PDA产品有BOBm2+系列产品，还有DM8HB笔记本电脑。另一家瑞典防务公司Handheld Group公司推出了几款加固PDA、笔记本电脑和其他移动野外用个人计算机，包括NAUTIZ X7 PDA、ALGIZ 8和YUMA超加固战术笔记本电脑。

一旦从实验室走到野外，可佩带的个人计算机将成为未来士兵系统的骨干。目前，可佩带的设备证明能够应对作战潜水任务的最严酷挑战。对军队潜水员来说，个人计算机已经变得极为重要：向潜水员发送实时信息，加强水下态势感知，主动探测水下威胁，记录并向海上、陆地的司令部传递战术数据。澳大利亚Kord Interface Technology公司的分公司WetPC Pty有限公司生产的WETPC，是一种迷你型个人计算机，有1个安装在面罩上的虚拟显示器——抬头显示器（HUD），以及1个很独特的、被称为KORD PAD、有5个按钮手柄的控制器。这个控制器是基于1个所谓的“和弦系统”，就像弹奏钢琴琴键一样，在水下像自然的人机界面那样工作，使潜水员能够在游泳时，用一只手输入和记录数据。WETPC的手提笔记本电脑改型是SEASLATE，它通过潜水员GPS（DGPS）帮助潜水员导航，由KORD GRIP控制，类似KORD PAD的工作方式，但这个控制器与SEASLATE的左、右两个手柄中的一个相结合。这两种设备都可以用于扫雷和有关的作战潜水任务（因为SEASLATE最初是为澳大利亚皇家海军研制的），运行专用的Kord操作系统。

结论

个人计算机开始是作为技术创新，而现在对军事、人道主义和商业行动来说是不可或缺的。不久以前，他们还是稀罕的物件。今天，它们已经把我们包围了。纳米技术的创新将很快为商业领域和战场提供小得多、灵活得多的平台，这些平台将使目前的计算机系统看起来像最早的那一代个人计算机那样过时。如果战争确实是其他手段的政治（或许甚至是商业），那么战术用途的个人计算机就将继续发展为士兵的常备物品，就像计算机之于工人一样。