加固計算機(jī)按應(yīng)用環(huán)境分類
應(yīng)各種惡劣環(huán)境,在計算機(jī)設(shè)計時,對影響計算機(jī)性能的各種因素,如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性和機(jī)械物理結(jié)構(gòu)等,采取相應(yīng)保證措施的計算機(jī)。又稱抗惡劣環(huán)境計算機(jī)。其特點(diǎn)是:具有強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性和高可維性;較強(qiáng)的實(shí)時處理能力;系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化;專用軟件的開發(fā)是其應(yīng)用的關(guān)鍵。
類型 常按應(yīng)用環(huán)境的不同分為軍用型、加固型和防信息泄漏型3種。
①軍用型計算機(jī)。又稱軍用規(guī)范型或全加固型計算機(jī) 。它是從計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和滿足各種抗惡劣環(huán)境要求出發(fā) ,嚴(yán)格按照一系列軍用標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計制造的,并且要得到指定機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)與認(rèn)可。造價比一般商用計算機(jī)高很多。可適用于各種最惡劣的軍事野戰(zhàn)環(huán)境,可以在地面、車載、艦載 、機(jī)載和空間等環(huán)境中使用。設(shè)計的基本目標(biāo)是滿足某些軍用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
②加固型計算機(jī)。20世紀(jì)70年代抗惡劣環(huán)境計算機(jī)幾乎全部采用專門設(shè)計的軍用型計算機(jī),但隨著需求量的日益增大,用于這種計算機(jī)的經(jīng)費(fèi)越來越多,因此80年代初出現(xiàn)了對商用計算機(jī)進(jìn)行加固的計算機(jī),成功地用于各種軍事領(lǐng)域。造價比商用機(jī)略貴,但比軍用型計算機(jī)低得多,研制周期短,硬軟件與原商用機(jī)兼容。
③防信息泄漏型計算機(jī)。能控制和抑制信息泄漏的計算機(jī)。又稱低輻射強(qiáng)度計算機(jī)。由于計算機(jī)在工作時會產(chǎn)生電磁發(fā)射,帶來兩個后果,一是對鄰近其他設(shè)備產(chǎn)生干擾,二是伴隨發(fā)射出的計算機(jī)機(jī)密信息,可被截獲解譯,造成嚴(yán)重的信息失密。因此,防信息泄漏計算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。世界上許多國家都頒布了此類計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
加固技術(shù)與加固原理 在不同環(huán)境條件下采用下列不同加固技術(shù)與原理:
①惡劣氣候環(huán)境。如風(fēng)、雨、雪、冰、霜、霧、高溫 、低溫、潮濕、干熱、砂塵、高低氣壓、鹽霧、工業(yè)大氣和煙塵等,主要采用各種熱設(shè)計技術(shù)、金屬防護(hù)技術(shù)和隔離密封技術(shù)等。
②惡劣力學(xué)環(huán)境,如沖擊、振動、跌落、搖擺、顛振 、應(yīng)力和噪聲等,主要采用抗振動和抗沖擊設(shè)計技術(shù)等。
③惡劣電磁環(huán)境,如強(qiáng)磁場、強(qiáng)電磁脈沖、雷電、靜電和火花,主要采用電磁兼容設(shè)計和接地技術(shù)等。
④惡劣的生物環(huán)境。如霉菌和昆蟲等,主要采用有效的涂覆和防護(hù)技術(shù)等。
⑤防信息泄漏計算機(jī)。通常采用兩種方法,即包容法和抑源法。包容法是將計算機(jī)整體屏蔽起來,并在電源線和信號線上使用濾波器,抑制計算機(jī)通過空間和有關(guān)通道向外輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射信息。抑源法是在設(shè)計電路和印制電路板時,就充分考慮對泄密信息的控制,防止其輻射。兩種方法各有特點(diǎn),應(yīng)用于不同情況,有時兩者結(jié)合使用。包容法設(shè)計簡單,造價低,但效果不及后者,特別是屏蔽材料隨時間增長會老化失效,從而降低屏蔽效果。抑源法成本較高,但效果好。
⑥輻射環(huán)境。主要采用抗輻射加固技術(shù)。首先了解輻射環(huán)境和輻射效應(yīng)損傷機(jī)理;其次,根據(jù)抗輻射指標(biāo)和電子系統(tǒng)所要求完成的性能要求制定失效判據(jù);最后,按照合理的安全系數(shù)進(jìn)行加固設(shè)計。從器件生產(chǎn)、電路設(shè)計到組裝成計算機(jī)系統(tǒng),每個環(huán)節(jié)都可加固,但元器件加固是整個加固工作的基礎(chǔ)。
⑦惡劣氣侯環(huán)境。為了在惡劣的氣侯環(huán)境下使用計算機(jī),有時還應(yīng)考慮到在較低溫度或較高溫度運(yùn)行的需要,此時,加固計算機(jī)必須采用寬溫的主板,必要時在主板和每一個附加卡(如網(wǎng)卡、顯卡、視頻采集卡等)上加裝散熱鋁板以在高溫時散熱,或加裝加熱膜及溫控開關(guān),在應(yīng)用環(huán)境低于一定溫度時溫控開關(guān)啟動,通過加熱膜加熱的方式提高加固計算機(jī)內(nèi)的溫度至可工作的溫度。
加固計算機(jī)的防護(hù)等級用IP**表示,前一位是防塵等級,后一位是防水等級。防塵等級最高為6,防水最高為8 。
類型 常按應(yīng)用環(huán)境的不同分為軍用型、加固型和防信息泄漏型3種。
①軍用型計算機(jī)。又稱軍用規(guī)范型或全加固型計算機(jī) 。它是從計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和滿足各種抗惡劣環(huán)境要求出發(fā) ,嚴(yán)格按照一系列軍用標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計制造的,并且要得到指定機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)與認(rèn)可。造價比一般商用計算機(jī)高很多。可適用于各種最惡劣的軍事野戰(zhàn)環(huán)境,可以在地面、車載、艦載 、機(jī)載和空間等環(huán)境中使用。設(shè)計的基本目標(biāo)是滿足某些軍用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
②加固型計算機(jī)。20世紀(jì)70年代抗惡劣環(huán)境計算機(jī)幾乎全部采用專門設(shè)計的軍用型計算機(jī),但隨著需求量的日益增大,用于這種計算機(jī)的經(jīng)費(fèi)越來越多,因此80年代初出現(xiàn)了對商用計算機(jī)進(jìn)行加固的計算機(jī),成功地用于各種軍事領(lǐng)域。造價比商用機(jī)略貴,但比軍用型計算機(jī)低得多,研制周期短,硬軟件與原商用機(jī)兼容。
③防信息泄漏型計算機(jī)。能控制和抑制信息泄漏的計算機(jī)。又稱低輻射強(qiáng)度計算機(jī)。由于計算機(jī)在工作時會產(chǎn)生電磁發(fā)射,帶來兩個后果,一是對鄰近其他設(shè)備產(chǎn)生干擾,二是伴隨發(fā)射出的計算機(jī)機(jī)密信息,可被截獲解譯,造成嚴(yán)重的信息失密。因此,防信息泄漏計算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。世界上許多國家都頒布了此類計算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。
加固技術(shù)與加固原理 在不同環(huán)境條件下采用下列不同加固技術(shù)與原理:
①惡劣氣候環(huán)境。如風(fēng)、雨、雪、冰、霜、霧、高溫 、低溫、潮濕、干熱、砂塵、高低氣壓、鹽霧、工業(yè)大氣和煙塵等,主要采用各種熱設(shè)計技術(shù)、金屬防護(hù)技術(shù)和隔離密封技術(shù)等。
②惡劣力學(xué)環(huán)境,如沖擊、振動、跌落、搖擺、顛振 、應(yīng)力和噪聲等,主要采用抗振動和抗沖擊設(shè)計技術(shù)等。
③惡劣電磁環(huán)境,如強(qiáng)磁場、強(qiáng)電磁脈沖、雷電、靜電和火花,主要采用電磁兼容設(shè)計和接地技術(shù)等。
④惡劣的生物環(huán)境。如霉菌和昆蟲等,主要采用有效的涂覆和防護(hù)技術(shù)等。
⑤防信息泄漏計算機(jī)。通常采用兩種方法,即包容法和抑源法。包容法是將計算機(jī)整體屏蔽起來,并在電源線和信號線上使用濾波器,抑制計算機(jī)通過空間和有關(guān)通道向外輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射信息。抑源法是在設(shè)計電路和印制電路板時,就充分考慮對泄密信息的控制,防止其輻射。兩種方法各有特點(diǎn),應(yīng)用于不同情況,有時兩者結(jié)合使用。包容法設(shè)計簡單,造價低,但效果不及后者,特別是屏蔽材料隨時間增長會老化失效,從而降低屏蔽效果。抑源法成本較高,但效果好。
⑥輻射環(huán)境。主要采用抗輻射加固技術(shù)。首先了解輻射環(huán)境和輻射效應(yīng)損傷機(jī)理;其次,根據(jù)抗輻射指標(biāo)和電子系統(tǒng)所要求完成的性能要求制定失效判據(jù);最后,按照合理的安全系數(shù)進(jìn)行加固設(shè)計。從器件生產(chǎn)、電路設(shè)計到組裝成計算機(jī)系統(tǒng),每個環(huán)節(jié)都可加固,但元器件加固是整個加固工作的基礎(chǔ)。
⑦惡劣氣侯環(huán)境。為了在惡劣的氣侯環(huán)境下使用計算機(jī),有時還應(yīng)考慮到在較低溫度或較高溫度運(yùn)行的需要,此時,加固計算機(jī)必須采用寬溫的主板,必要時在主板和每一個附加卡(如網(wǎng)卡、顯卡、視頻采集卡等)上加裝散熱鋁板以在高溫時散熱,或加裝加熱膜及溫控開關(guān),在應(yīng)用環(huán)境低于一定溫度時溫控開關(guān)啟動,通過加熱膜加熱的方式提高加固計算機(jī)內(nèi)的溫度至可工作的溫度。
加固計算機(jī)的防護(hù)等級用IP**表示,前一位是防塵等級,后一位是防水等級。防塵等級最高為6,防水最高為8 。
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