ProHoster > Blogs > Administrācija > Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta kiberinfrastruktūras programmatūras kodols

Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta kiberinfrastruktūras programmatūras kodols

Pārskats par F-35 vienotā trieciencīņa autonomās loģistikas informācijas sistēmas (ALIS) galvenajām sastāvdaļām. Detalizēta "kaujas atbalsta vienības" un tās četru galveno komponentu analīze: 1) cilvēka un sistēmas saskarne, 2) izpildvaras vadības sistēma, 3) iebūvētā imūnsistēma, 4) avionikas sistēma. Informācija par iznīcinātāja F-35 programmaparatūru un rīkiem, kas tiek izmantoti tā borta programmatūrai. Tiek sniegts salīdzinājums ar agrākiem kaujas iznīcinātāju modeļiem, kā arī norādītas armijas aviācijas tālākās attīstības perspektīvas.

Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta kiberinfrastruktūras programmatūras kodols

Iznīcinātājs F-35 ir lidojoŔs visu veidu augsto tehnoloģiju sensoru bars, kas kopumā nodroŔina "360 grādu situācijas izpratni".

Ievads

Gaisa spēku aparatÅ«ras sistēmas laika gaitā ir kļuvuÅ”as arvien sarežģītākas. [27] ArÄ« to kiberinfrastruktÅ«ra (programmatÅ«ras un aparatÅ«ras komponenti, kuriem nepiecieÅ”ama precÄ«za algoritmiskā regulÄ“Å”ana) pakāpeniski kļūst sarežģītāka. Izmantojot ASV gaisa spēku piemēru, var redzēt, kā kaujas lidmaŔīnu kiberinfrastruktÅ«ra, salÄ«dzinot ar tās tradicionālajām aparatÅ«ras sastāvdaļām, ir pakāpeniski paplaÅ”inājusies no mazāk nekā 5% (treŔās paaudzes iznÄ«cinātājam F-4) lÄ«dz vairāk nekā 90% (F-35, piektās paaudzes iznÄ«cinātājam). [5] Å Ä«s kiberinfrastruktÅ«ras precizÄ“Å”anai F-35 ir atbildÄ«gs par jaunāko, Ä«paÅ”i Å”im nolÅ«kam izstrādāto programmatÅ«ru: Autonomo Logistics Information System (ALIS).

Autonomā loģistikas informācijas sistēma

5. paaudzes cÄ«nÄ«tāju laikmetā kaujas pārākumu galvenokārt mēra ar situācijas apzināŔanās kvalitāti. [10] Tāpēc iznÄ«cinātājs F-35 ir lidojoÅ”s visu veidu augsto tehnoloÄ£iju sensoru bars, kas kopumā nodroÅ”ina 360 grādu situācijas izpratni. [11] Jauns populārs hits Å”ajā ziņā ir t.s. ā€œIntegrētā sensoru arhitektÅ«raā€ (ISA), kas ietver sensorus, kas neatkarÄ«gi viens ar otru mijiedarbojas dinamiski (ne tikai klusā, bet arÄ« strÄ«dÄ«gā taktiskā vidē) ā€“ kam teorētiski vajadzētu novest pie vēl lielākiem situācijas izpratnes kvalitātes uzlabojumiem. . [7]. Tomēr, lai Ŕī teorija varētu Ä«stenoties praksē, ir nepiecieÅ”ama visu no sensoriem saņemto datu kvalitatÄ«va algoritmiskā apstrāde.

Tāpēc F-35 uz klāja pastāvÄ«gi ir programmatÅ«ra, kuras avota kodu kopējais izmērs pārsniedz 20 miljonus rindu, un tāpēc to bieži sauc par ā€œlidojoÅ”o datoruā€. [6] Tā kā paÅ”reizējā piektajā streikotāju laikmetā kaujas pārākumu mēra ar situācijas apzināŔanās kvalitāti, gandrÄ«z 50% no Ŕī programmas koda (8,6 miljoni rindu) veic vissarežģītāko algoritmisko apstrādi - visu ienākoÅ”o datu salÄ«mÄ“Å”anu. no sensoriem vienā operāciju teātra attēlā. Reālā laikā.

Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta kiberinfrastruktūras programmatūras kodolsASV kaujas kaujas kaujas kuģu borta funkcionalitātes nodroŔināŔanas pārejas dinamika uz programmatūru

F-35 autonomā loÄ£istikas informācijas sistēma (ALIS) nodroÅ”ina iznÄ«cinātājam 1) plānoÅ”anu (izmantojot uzlabotas avionikas sistēmas), 2) uzturÄ“Å”anu (spēju darboties kā vadoÅ”ai kaujas vienÄ«bai) un 3) pastiprinājumu (spēju darboties). kā vergu kaujas vienÄ«ba). [4] "LÄ«mes kods" ir ALIS galvenā sastāvdaļa, kas veido 95% no visiem F-35 gaisa kuÄ£u kodiem. Pārējie 50% ALIS koda veic dažas nelielas, bet arÄ« algoritmiski ļoti intensÄ«vas darbÄ«bas. [12] Tāpēc F-35 ir viena no sarežģītākajām jebkad izstrādātajām kaujas sistēmām. [6]

ALIS ir nosacÄ«ti autopilotēta sistēma, kas apvieno integrētu kompleksu no visdažādākajām borta apakÅ”sistēmām; un ietver arÄ« efektÄ«vu mijiedarbÄ«bu ar pilotu, sniedzot viņam augstas kvalitātes informāciju par darbÄ«bas vietu (situācijas apzināŔanās). ALIS programmatÅ«ras dzinējs pastāvÄ«gi darbojas fonā, palÄ«dzot pilotam pieņemt lēmumus un sniedzot norādÄ«jumus kritiskajos lidojuma punktos. [13]

Kaujas atbalsta vienība

Viena no svarÄ«gākajām ALIS apakÅ”sistēmām ir ā€œkaujas atbalsta vienÄ«baā€, kas sastāv no pieciem galvenajiem elementiem [13]:

1) ā€œCilvēka un sistēmas saskarneā€ ā€“ nodroÅ”ina kvalitatÄ«vu operāciju teātra vizualizāciju (ergonomisku, visaptveroÅ”u, kodolÄ«gu). [12] Vērojot Å”o teātri, pilots pieņem taktiskus lēmumus un izdod kaujas komandas, kuras savukārt apstrādā ICS vienÄ«ba.

2) ā€œExecutive-control systemā€ (ECS) ā€“ mijiedarbojoties ar borta ieroču vadÄ«bas blokiem, nodroÅ”ina kaujas komandu izpildi, kuras pilots izdod caur cilvēka un sistēmas saskarni. ICS arÄ« reÄ£istrē faktiskos bojājumus, kas raduÅ”ies katras kaujas komandas izmantoÅ”anas rezultātā (izmantojot atgriezeniskās saites sensorus), lai to turpmāk varētu analizēt aviācijas elektronikas sistēmā.

3) ā€œBorta imÅ«nsistēmaā€ (BIS) ā€“ uzrauga ārējos draudus un, tos atklājot, veic draudu novērÅ”anai nepiecieÅ”amos pretpasākumus. Å ajā gadÄ«jumā BIS var baudÄ«t draudzÄ«gu kaujas vienÄ«bu atbalstu, kas piedalās kopÄ«gā taktiskajā operācijā. [8] Å im nolÅ«kam LSI cieÅ”i mijiedarbojas ar avionikas sistēmām ā€“ izmantojot sakaru sistēmu.

4) "Avionikas sistēma" - pārveido neapstrādātu datu plūsmu, kas nāk no dažādiem sensoriem, augstas kvalitātes situācijas apziņā, kas pilotam ir pieejama, izmantojot cilvēka un sistēmas saskarni.

5) ā€œSakaru sistēmaā€ ā€“ pārvalda borta un ārējā tÄ«kla trafiku u.c. kalpo kā saikne starp visām borta sistēmām; kā arÄ« starp visām kaujas vienÄ«bām, kas piedalās kopÄ«gā taktiskajā operācijā.

Cilvēka un sistēmas saskarne

Lai apmierinātu vajadzÄ«bu pēc augstas kvalitātes un visaptveroÅ”as situācijas izpratnes, komunikācija un vizualizācija iznÄ«cinātāja kabÄ«nē ir ļoti svarÄ«ga. ALIS kopumā un jo Ä«paÅ”i kaujas atbalsta vienÄ«bas seja ir ā€œpanorāmas vizualizācijas displeja apakÅ”sistēmaā€ (L-3 Communications Display Systems). Tas ietver lielu augstas izŔķirtspējas skārienekrānu (LADD) un platjoslas sakaru kanālu. ProgrammatÅ«ra L-3 darbojas ar Integrity OS 178B (reāllaika operētājsistēma no Green Hills Software), kas ir galvenā iznÄ«cinātāja F-35 aviācijas operētājsistēma.

F-35 kiberinfrastruktÅ«ras arhitekti izvēlējās Integrity OS 178B, pamatojoties uz seŔām operētājsistēmai raksturÄ«gām funkcijām: 1) atvērtās arhitektÅ«ras standartu ievēroÅ”ana, 2) saderÄ«ba ar Linux, 3) savietojamÄ«ba ar POSIX API, 4) droÅ”a atmiņas pieŔķirÅ”ana, 5) atbalsts Ä«paÅ”u prasÄ«bu droŔība un 6) atbalsts ARINC 653 specifikācijai. [12] "ARINC 653" ir lietojumprogrammatÅ«ras saskarne aviācijas elektronikas lietojumiem. Å Ä« saskarne regulē aviācijas skaitļoÅ”anas sistēmas resursu laika un telpisko sadalÄ«jumu saskaņā ar integrētās modulārās avionikas principiem; un arÄ« nosaka programmÄ“Å”anas saskarni, kas lietojumprogrammatÅ«rai jāizmanto, lai piekļūtu datorsistēmas resursiem.

Vienotā uzbrukuma iznÄ«cinātāja F-35 borta kiberinfrastruktÅ«ras programmatÅ«ras kodolsPanorāmas vizualizācijas displeja apakÅ”sistēma

Izpildvaras kontroles sistēma

Kā minēts iepriekÅ”, ICS, mijiedarbojoties ar borta ieroču vadÄ«bas blokiem, nodroÅ”ina kaujas komandu izpildi un katras kaujas komandas izmantoÅ”anas faktisko bojājumu fiksÄ“Å”anu. ICS sirds ir superdators, kas, gluži dabiski, tiek klasificēts arÄ« kā "borta ierocis".

Tā kā iebÅ«vētajam superdatoram uzticēto uzdevumu apjoms ir milzÄ«gs, tas ir palielinājis izturÄ«bu un atbilst augstām prasÄ«bām attiecÄ«bā uz kļūdu toleranci un skaitļoÅ”anas jaudu; Tas ir aprÄ«kots arÄ« ar efektÄ«vu Ŕķidruma dzesÄ“Å”anas sistēmu. Visi Å”ie pasākumi tiek veikti, lai nodroÅ”inātu, ka borta datorsistēma spēj efektÄ«vi apstrādāt milzÄ«gus datu apjomus un veikt progresÄ«vu algoritmisko apstrādi, kas nodroÅ”ina pilotam efektÄ«vu situācijas izpratni: sniedzot viņam visaptveroÅ”u informāciju par darbÄ«bas laukumu. [12]

IznÄ«cinātāja F-35 borta superdators spēj nepārtraukti veikt 40 miljardus operāciju sekundē, pateicoties kam tas nodroÅ”ina modernas avionikas resursietilpÄ«gu algoritmu daudzuzdevumu izpildi (ieskaitot elektrooptisko, infrasarkano un radara dati). [9] Reāllaikā. IznÄ«cinātājam F-35 nav iespējams veikt visus Å”os algoritmiski intensÄ«vos aprēķinus uz sāniem (lai neaprÄ«kotu katru kaujas vienÄ«bu ar superdatoru), jo kopējās datu plÅ«smas intensitāte, kas nāk no visiem sensoriem, pārsniedz ātrāko sakaru sistēmu caurlaidspēja - vismaz 1000 reizes. [12]

Lai nodroÅ”inātu paaugstinātu uzticamÄ«bu, visas kritiskās F-35 borta sistēmas (tostarp zināmā mērā arÄ« borta superdators) tiek ieviestas, izmantojot dublÄ“Å”anas principu, lai vienu un to paÅ”u uzdevumu uz kuÄ£a varētu veikt vairākas dažādas ierÄ«ces. Turklāt atlaiÅ”anas prasÄ«ba ir tāda, ka dublikātus izstrādā alternatÄ«vi ražotāji un tiem ir alternatÄ«va arhitektÅ«ra. Pateicoties tam, tiek samazināta oriÄ£ināla un dublikāta vienlaicÄ«gas kļūmes iespējamÄ«ba. [1, 2] Å Ä« iemesla dēļ galvenajā datorā darbojas Linux lÄ«dzÄ«ga operētājsistēma, bet vergu datoros darbojas Windows. [2] Turklāt, lai, ja kāds no datoriem sabojājas, kaujas atbalsta vienÄ«ba varētu turpināt darboties (vismaz avārijas režīmā), ALIS kodola arhitektÅ«ra ir veidota pēc principa ā€œdaudzpavedienu klient-serveris dalÄ«tai skaitļoÅ”anaiā€. [18]

Borta imūnsistēma

ApstrÄ«dētā taktiskā vidē, lai saglabātu imunitāti gaisā, ir nepiecieÅ”ama efektÄ«va noturÄ«bas, dublÄ“Å”anas, daudzveidÄ«bas un sadalÄ«tas funkcionalitātes kombinācija. Vakardienas kaujas aviācijai nebija vienotas borta imÅ«nsistēmas (BIS). Tās aviācijas LSI bija sadrumstalota un sastāvēja no vairākiem neatkarÄ«gi darbojoÅ”iem komponentiem. Katrs no Å”iem komponentiem tika optimizēts, lai izturētu konkrētu, Å”auru ieroču sistēmu komplektu: 1) ballistiskos Ŕāviņus, 2) raÄ·etes, kas tēmētas uz radiofrekvences vai elektrooptisku signālu, 3) lāzera apstaroÅ”anu, 4) radara apstaroÅ”anu utt. Kad uzbrukums tika konstatēts, attiecÄ«gā LSI apakÅ”sistēma tika automātiski aktivizēta un veica pretpasākumus.

Vakardienas LSI komponentus projektēja un izstrādāja neatkarÄ«gi viens no otra ā€“ dažādi darbuzņēmēji. Tā kā Å”iem komponentiem parasti bija slēgta arhitektÅ«ra, LSI modernizācija, parādoties jaunām tehnoloÄ£ijām un jaunām ieroču sistēmām, tika samazināta lÄ«dz vēl viena neatkarÄ«ga LSI komponenta pievienoÅ”anai. Šādas sadrumstalotas LSI, kas sastāv no neatkarÄ«giem komponentiem ar slēgtu arhitektÅ«ru, galvenais trÅ«kums ir tāds, ka tā fragmenti nevar mijiedarboties savā starpā un tos nevar centralizēti koordinēt. Citiem vārdiem sakot, viņi nevar sazināties savā starpā un veikt kopÄ«gas operācijas, kas ierobežo visas LSI uzticamÄ«bu un pielāgoÅ”anās spēju kopumā. Piemēram, ja viena no imÅ«nās apakÅ”sistēmām sabojājas vai tiek iznÄ«cināta, pārējās apakÅ”sistēmas nevar efektÄ«vi kompensēt Å”o zaudējumu. Turklāt LSI sadrumstalotÄ«ba ļoti bieži izraisa augsto tehnoloÄ£iju komponentu, piemēram, procesoru un displeju, dublÄ“Å”anos [8], kas saistÄ«bā ar ā€œmūžzaļo problēmuā€ samazināt SWaP (izmērs, svars un enerÄ£ijas patēriņŔ) [16]. ], ir ļoti izŔķērdÄ«ga. Nav pārsteidzoÅ”i, ka Å”ie agrÄ«nie LSI pakāpeniski noveco.

Sadrumstalotā LSI tiek aizstāta ar vienu sadalÄ«tu iebÅ«vētu imÅ«nsistēmu, ko kontrolē ā€œintelektuāli kognitÄ«vais kontrolierisā€ (ICC). ICC ir Ä«paÅ”a programma, iebÅ«vēta centrālā nervu sistēma, kas darbojas virs BIS iekļautajām integrētajām apakÅ”sistēmām. Å Ä« programma apvieno visas LSI apakÅ”sistēmas vienā izplatÄ«tā tÄ«klā (ar kopÄ«gu informāciju un kopÄ«giem resursiem), kā arÄ« savieno visas LSI ar centrālo procesoru un citām borta sistēmām. [8] Å Ä«s kombinācijas (ieskaitot kombināciju ar komponentiem, kas tiks izstrādātas nākotnē) pamats ir vispārpieņemtais ā€œsistēmu sistēmasā€ (SoS) jēdziens [3] - ar tā atŔķirÄ«gām Ä«paŔībām, piemēram, mērogojamÄ«bu, publisko specifikāciju. un atvērtās arhitektÅ«ras programmatÅ«ra un aparatÅ«ra.

ICC ir pieejama informācija no visām BIS apakÅ”sistēmām; tā funkcija ir salÄ«dzināt un analizēt no LSI apakÅ”sistēmām saņemto informāciju. ICC pastāvÄ«gi strādā fonā, nepārtraukti mijiedarbojoties ar visām LSI apakÅ”sistēmām ā€“ identificējot katru iespējamo apdraudējumu, lokalizējot to un visbeidzot iesakot pilotam optimālo pretpasākumu kopumu (ņemot vērā katras no LSI apakÅ”sistēmām unikālās iespējas). Å im nolÅ«kam ICC izmanto progresÄ«vus kognitÄ«vos algoritmus [17-25].

Tas. Katrai lidmaŔīnai ir savs individuālais ICC. Taču, lai panāktu vēl lielāku integrāciju (un lÄ«dz ar to arÄ« lielāku uzticamÄ«bu), visu taktiskajā operācijā iesaistÄ«to gaisa kuÄ£u ICC tiek apvienoti vienotā tÄ«klā, kura koordinÄ“Å”anai tiek izmantota ā€œautonomā loÄ£istikas informācijas sistēmaā€ (ALIS). ) ir atbildÄ«gs. [4] Kad kāds no ICC konstatē draudus, ALIS aprēķina efektÄ«vākos pretpasākumus ā€“ izmantojot informāciju no visām ICC un visu taktiskajā operācijā iesaistÄ«to kaujas vienÄ«bu atbalstu. ALIS ā€œzinaā€ katra ICC individuālās Ä«paŔības un izmanto tās, lai Ä«stenotu saskaņotus pretpasākumus.

Distributed LSI nodarbojas ar ārējiem (saistÄ«ti ar ienaidnieka kaujas operācijām) un iekŔējiem (saistÄ«ti ar pilotÄ“Å”anas stilu un darbÄ«bas niansēm) draudiem. Uz iznÄ«cinātāja F-35 avionikas sistēma ir atbildÄ«ga par ārējo draudu apstrādi, un VRAMS (inteliÄ£enta riska informācijas sistēma, kas saistÄ«ta ar bÄ«stamiem manevriem aprÄ«kojumam) ir atbildÄ«ga par iekŔējo apdraudējumu apstrādi. [13] VRAMS galvenais mērÄ·is ir pagarināt gaisa kuÄ£a darbÄ«bas periodus starp nepiecieÅ”amajām apkopes sesijām. Lai to izdarÄ«tu, VRAMS apkopo reāllaika informāciju par pamata borta apakÅ”sistēmu (lidmaŔīnas dzinēju, palÄ«gpiedziņas, mehānisko komponentu, elektrisko apakÅ”sistēmu) darbÄ«bu un analizē to tehnisko stāvokli; ņemot vērā tādus parametrus kā temperatÅ«ras maksimumi, spiediena kritumi, vibrāciju dinamika un visa veida traucējumi. Pamatojoties uz Å”o informāciju, VRAMS sniedz pilotam iepriekŔējus ieteikumus, kā rÄ«koties, lai gaisa kuÄ£is bÅ«tu droÅ”s un vesels. VRAMS ā€œprognozēā€, pie kādām sekām var novest noteiktas pilota darbÄ«bas, kā arÄ« sniedz ieteikumus, kā no tām izvairÄ«ties. [13]

Etalons, uz kuru VRAMS tiecas, ir nulles apkope, vienlaikus saglabājot Ä«paÅ”i lielu uzticamÄ«bu un samazinātu strukturālo nogurumu. Lai sasniegtu Å”o mērÄ·i, pētniecÄ«bas laboratorijas strādā, lai radÄ«tu materiālus ar viedām konstrukcijām, kas spēs efektÄ«vi darboties bezapkopes apstākļos. Pētnieki Å”ajās laboratorijās izstrādā metodes mikroplaisu un citu atteices priekÅ”teču noteikÅ”anai, lai jau iepriekÅ” novērstu iespējamās kļūmes. Tiek veikti arÄ« pētÄ«jumi, lai labāk izprastu strukturālā noguruma fenomenu, lai izmantotu Å”os datus, lai regulētu aviācijas manevrus, lai samazinātu strukturālo nogurumu utt. pagarināt lidmaŔīnas lietderÄ«gās lietoÅ”anas laiku. [13] Å ajā sakarā ir interesanti atzÄ«mēt, ka aptuveni 50% no žurnāla ā€œAdvanced in Engineering Softwareā€ rakstiem ir veltÄ«ti dzelzsbetona un citu konstrukciju stiprÄ«bas un ievainojamÄ«bas analÄ«zei.

Vienotā uzbrukuma iznÄ«cinātāja F-35 borta kiberinfrastruktÅ«ras programmatÅ«ras kodolsInteliÄ£enta sistēma informÄ“Å”anai par riskiem, kas saistÄ«ti ar tehnikai bÄ«stamiem manevriem

Uzlabota avionikas sistēma

F-35 iznÄ«cinātāja gaisa kaujas atbalsta vienÄ«bā ir iekļauta uzlabota avionikas sistēma, kas paredzēta vērienÄ«ga uzdevuma risināŔanai:

Vakardienas avionikas sistēmās ietilpa vairākas neatkarÄ«gas apakÅ”sistēmas (infrasarkano un ultravioleto sensoru, radaru, hidrolokatoru, elektroniskās karadarbÄ«bas un citas kontrolējoÅ”as), no kurām katra bija aprÄ«kota ar savu displeju. Å Ä« iemesla dēļ pilotam bija jāaplÅ«ko katrs displejs pēc kārtas un manuāli jāanalizē un jāsalÄ«dzina no tiem iegÅ«tie dati. No otras puses, mÅ«sdienu avionikas sistēma, kas jo Ä«paÅ”i ir aprÄ«kota ar iznÄ«cinātāju F-35, atspoguļo visus iepriekÅ” izkaisÄ«tos datus kā vienu resursu; vienā kopējā displejā. Tas. moderna avionikas sistēma ir integrēts uz tÄ«klu orientēts datu saplÅ«Å”anas komplekss, kas nodroÅ”ina pilotam visefektÄ«vāko situācijas izpratni; glābjot viņu no nepiecieÅ”amÄ«bas veikt sarežģītus analÄ«tiskos aprēķinus. Tā rezultātā, pateicoties cilvēciskā faktora izslēgÅ”anai no analÄ«tiskās cilpas, pilotu tagad nevar novērst no galvenās kaujas misijas.

Viens no pirmajiem nozÄ«mÄ«gajiem mēģinājumiem novērst cilvēka faktoru no avionikas analÄ«tiskās cilpas tika Ä«stenots iznÄ«cinātāja F-22 kiberinfrastruktÅ«rā. Uz Ŕī cÄ«nÄ«tāja klāja algoritmiski intensÄ«va programma ir atbildÄ«ga par kvalitatÄ«vu dažādu sensoru datu salÄ«mÄ“Å”anu, kuras avota kodu kopējais izmērs ir 1,7 miljoni rindiņu. Tajā paŔā laikā 90% koda ir rakstÄ«ts Adā. Tomēr modernā avionikas sistēma, ko kontrolē ALIS programma, ar kuru ir aprÄ«kots F-35, ir ievērojami uzlabojusies salÄ«dzinājumā ar iznÄ«cinātāju F-22.

ALIS pamatā bija F-22 iznÄ«cinātāja programmatÅ«ra. Tomēr tagad par datu apvienoÅ”anu ir atbildÄ«gas nevis 1,7 miljoni koda rindiņu, bet gan 8,6 miljoni. Tajā paŔā laikā lielākā daļa koda ir rakstÄ«ta C/C++ valodā. Visa Ŕī algoritmiski intensÄ«vā koda galvenais uzdevums ir izvērtēt, kāda informācija bÅ«s aktuāla pilotam. Rezultātā, koncentrējoties tikai uz kritiskiem datiem operāciju laukumā, pilots tagad spēj pieņemt ātrākus un efektÄ«vākus lēmumus. Tas. MÅ«sdienu avionikas sistēma, ar kuru jo Ä«paÅ”i ir aprÄ«kots iznÄ«cinātājs F-35, noņem pilota analÄ«tisko slogu un visbeidzot ļauj viņam vienkārÅ”i lidot. [12]

Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta kiberinfrastruktūras programmatūras kodolsVecā stila avionika

Sānjosla: izstrādes rīki, ko izmanto uz F-35

Daži [nelieli] F-35 iebÅ«vētās kiberinfrastruktÅ«ras programmatÅ«ras komponenti ir rakstÄ«ti tādās relikviju valodās kā Ada, CMS-2Y, FORTRAN. Programmu bloki, kas rakstÄ«ti Adā, parasti tiek aizgÅ«ti no iznÄ«cinātāja F-22. [12] Tomēr Å”ajās relikviju valodās rakstÄ«tais kods ir tikai neliela daļa no F-35 programmatÅ«ras. Galvenā F-35 programmÄ“Å”anas valoda ir C/C++. Uz F-35 klāja tiek izmantotas arÄ« relāciju un objektorientētas datu bāzes. [14] Lai efektÄ«vi apstrādātu lielos datus, tiek izmantotas datu bāzes. Lai Å”o darbu varētu veikt reāllaikā, datu bāzes tiek izmantotas kopā ar aparatÅ«ras grafiku analÄ«zes paātrinātāju. [15]

Sānjosla: F-35 aizmugurējās durvis

Visas sastāvdaļas, kas veido mÅ«sdienu amerikāņu militāro aprÄ«kojumu, ir 1) vai nu izgatavotas pēc pasÅ«tÄ«juma, 2) vai pielāgotas no pieejamajiem komerciālajiem produktiem, 3) vai arÄ« ir komerciāls risinājums. Turklāt visos trÄ«s Å”ajos gadÄ«jumos ražotājiem, vai nu atseviŔķu komponentu, vai visas sistēmas kopumā, ir apÅ”aubāmi ciltsraksti, kuru izcelsme parasti ir ārpus valsts. Tā rezultātā pastāv risks, ka kādā piegādes ķēdes posmā (kas bieži vien ir izstiepta visā pasaulē) programmatÅ«ras vai aparatÅ«ras komponentā tiks iebÅ«vēta aizmugures durvis vai ļaunprātÄ«ga programmatÅ«ra (programmatÅ«ras vai aparatÅ«ras lÄ«menÄ«). Turklāt ir zināms, ka ASV gaisa spēki izmanto vairāk nekā 1 miljonu viltotu elektronisko komponentu, kas arÄ« palielina ļaunprātÄ«ga koda un aizmugures durvju iespējamÄ«bu uz kuÄ£a. Nemaz nerunājot par to, ka viltojums parasti ir nekvalitatÄ«va un nestabila oriÄ£ināla kopija ar visu no tā izrietoÅ”o. [5]

ALIS kodola arhitektūra

Apkopojot visu iebÅ«vēto sistēmu aprakstu, mēs varam teikt, ka galvenās prasÄ«bas tām ir Ŕādas: integrējamÄ«ba un mērogojamÄ«ba; publiska specifikācija un atvērtā arhitektÅ«ra; ergonomika un kodolÄ«gums; stabilitāte, atlaiÅ”ana, daudzveidÄ«ba, palielināta noturÄ«ba un izturÄ«ba; izplatÄ«ta funkcionalitāte. ALIS pamata arhitektÅ«ra ir visaptveroÅ”a atbilde uz Ŕīm plaÅ”ajām un ambiciozajām konkurējoŔām prasÄ«bām F-35 Joint Strike Fighter.

Tomēr Ŕī arhitektÅ«ra, tāpat kā viss Ä£eniālais, ir vienkārÅ”a. Par pamatu tika ņemta galÄ«go stāvokļu maŔīnu koncepcija. Å Ä«s koncepcijas pielietojums ALIS ietvaros tiek realizēts ar to, ka visiem iznÄ«cinātāja F-35 borta programmatÅ«ras komponentiem ir vienota struktÅ«ra. Apvienojumā ar vairāku pavedienu klienta-servera arhitektÅ«ru sadalÄ«tai skaitļoÅ”anai, ALIS automāta kodols atbilst visām iepriekÅ” aprakstÄ«tajām pretrunÄ«gajām prasÄ«bām. Katrs ALIS programmatÅ«ras komponents sastāv no interfeisa ".h-file" un algoritmiskās konfigurācijas ".cpp-file". To vispārÄ«gā struktÅ«ra ir norādÄ«ta rakstam pievienotajos avota failos (skatiet nākamos trÄ«s spoileri).

automata1.cpp

#include "battle.h"

CBattle::~CBattle()
{
}

BOOL CBattle::Battle()
{
    BATTLE_STATE state;

    switch (m_state)
    {
    case AU_BATTLE_STATE_1:
        if (!State1Handler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    case AU_BATTLE_STATE_2:
        if (!State2Handler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    case AU_BATTLE_STATE_N:
        if (!StateNHandler(...))
            return FALSE;
        m_state = AU_STATE_X;
        break;
    }

    return TRUE;
}

automāti1.h

#ifndef AUTOMATA1_H
#define AUTOMATA1_H

typedef enum AUTOMATA1_STATE { AU1_STATE_1, AU1_STATE_2, ... AU1_STATE_N };

class CAutomata1
{
public:
    CAutomata1();
    ~CAutomata1();
    BOOL Automata1();
private:
    BOOL State1Habdler(...);
    BOOL State2Handler(...);
    ...
    BOOL StateNHandler(...);
    AUTOMATA1 m_state;
};

#endif

main.cpp

#include "automata1.h"

void main()
{
    CAutomata1 *pAutomata1;
    pAutomata1 = new CAutomata1();

    while (pAutomata->Automata1()) {}

    delete pAutomata1;
}

Rezumējot, strÄ«dÄ«gā taktiskā vidē gaisa spēku vienÄ«bas, kuru borta kiberinfrastruktÅ«ra efektÄ«vi apvieno noturÄ«bu, dublÄ“Å”anu, daudzveidÄ«bu un izkliedētu funkcionalitāti, bauda kaujas pārākumu. Modernās aviācijas IKK un ALIS atbilst Ŕīm prasÄ«bām. Taču to integrācijas pakāpe nākotnē tiks paplaÅ”ināta arÄ« mijiedarbÄ«bā ar citām armijas vienÄ«bām, turpretim Å”obrÄ«d gaisa spēku efektÄ«va integrācija aptver tikai savu vienÄ«bu.

Bibliogrāfija

1. Kortnija Hovarda. Avionika: priekŔā līknei //Militārā un kosmosa elektronika: Avionikas inovācijas. 24(6), 2013. lpp. 10-17.
2. Taktiskā programmatūras inženierija // General Dynamics Electric Boat.
3. Alvins Mērfijs. Sistēmu sistēmu integrācijas nozÄ«me // VadoŔā mala: Sistēmu inženierijas un integrācijas apkaroÅ”ana. 8(2), 2013. lpp. 8-15.
4. F-35: gatavs kaujai. // Gaisa spēki.
5. Globālie apvārŔņi // Amerikas Savienoto Valstu gaisa spēku globālā zinātnes un tehnoloÄ£iju vÄ«zija. 3.07.2013.
6. Kriss Babkoks. GatavoŔanās nākotnes kiberkaujas laukam // Gaisa un kosmosa enerģijas žurnāls. 29(6), 2015. lpp. 61-73.
7. Edriks Tompsons. Kopējā darbības vide: sensori pārvieto armiju vienu soli tuvāk // Armijas tehnoloģija: sensori. 3(1), 2015. lpp. 16.
8. Marks Kalafuts. Gaisa kuÄ£u izdzÄ«voÅ”anas nākotne: vieda, integrēta izdzÄ«voÅ”anas komplekta izveide // Armijas tehnoloÄ£ija: Aviācija. 3(2), 2015. lpp. 16-19.
9. Kortnija Hovarda. Inteliģentā avionika.
10. Stefānija Anne Fraioli. IzlūkoŔanas atbalsts F-35A Lightning II // Gaisa un kosmosa enerģijas žurnāls. 30 (2), 2016. lpp. 106-109.
11. Kortnija E. Hovarda. Video un attēlu apstrāde malās // Military & Aerospace electronics: Progressive avionics. 22(8), 2011.
12. Kortnija Hovarda. Kaujas lidmaŔīnas ar modernu avioniku // Militārā un kosmosa elektronika: Avionika. 25(2), 2014. 8.-15.lpp.
13. Koncentrējieties uz rotorkuģiem: zinātnieki, pētnieki un aviatori virza inovācijas // Armijas tehnoloģija: Aviācija. 3(2), 2015. 11.-13.lpp.
14. Taktiskā programmatūras inženierija // General Dynamics Electric Boat.
15. PlaÅ”s aÄ£entÅ«ras paziņojums Hierarchical Identify Verify Exploit (HIVE) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-16-52, 2. gada 2016. augusts.
16. Kortnija Hovarda. Pieprasītie dati: atbilde uz saziņas zvanu // Military & Aerospace electronics: Wearable Electronics. 27(9), 2016.
17. PlaÅ”s aÄ£entÅ«ras paziņojums: izskaidrojams mākslÄ«gais intelekts (XAI) DARPA-BAA-16-53, 2016. gads.
18. Žordi Vallverdu. KognitÄ«vā arhitektÅ«ra emociju Ä«stenoÅ”anai skaitļoÅ”anas sistēmās // Biologically Inspired Cognitive Architectures. 15, 2016. lpp. 34-40.
19. Brūss K. Džonsons. Cognetic rītausma: laikmets, kas cīnās ar ideoloģisko karu, iedarbinot domu // Air & Space Power Journal. 22(1), 2008. lpp. 98-106.
20. Šarona M. Latūra. Emocionālā inteliģence: ietekme uz visiem ASV gaisa spēku vadītājiem // Gaisa un kosmosa enerģijas žurnāls. 16(4), 2002. lpp. 27-35.
21. Pulkvežleitnants Šarons M. Latūrs. Emocionālā inteliģence: ietekme uz visiem ASV gaisa spēku vadītājiem // Gaisa un kosmosa enerģijas žurnāls. 16(4), 2002. lpp. 27-35.
22. Džeina Bensone. KognitÄ«vās zinātnes pētÄ«jumi: virzÄ«t karavÄ«rus pareizajā virzienā // Armijas tehnoloÄ£ija: skaitļoÅ”ana. 3(3), 2015. lpp. 16-17.
23. Dajana Araujo. KognitÄ«vie datori ir sagatavoti, lai mainÄ«tu gaisa spēku iegÅ«Å”anas ainavu.
24. Džeimss S. Albuss. RCS: kognitīvā arhitektūra viedām vairāku aģentu sistēmām // Gada pārskati par kontroli. 29(1), 2005. lpp. 87-99.
25. Karevs A.A. Uzticības sinerģija // Praktiskais mārketings. 2015. Nr.8(222). 43.-48.lpp.
26. Karevs A.A. Vairāku pavedienu klients-serveris sadalÄ«tai skaitļoÅ”anai // Sistēmas administrators. 2016. Nr.1-2(158-159). 93.-95.lpp.
27. Karevs A.A. Vienotā uzbrukuma iznīcinātāja F-35 borta MPS aparatūras komponenti // Komponenti un tehnoloģijas. 2016. Nr.11. P.98-102.

PS. Šis raksts sākotnēji tika publicēts "Komponentes un tehnoloģijas".

Avots: www.habr.com

Pievieno komentāru