F-35 یونیفائیڈ اسٹرائیک فائٹر کے آن بورڈ سائبر انفراسٹرکچر کا سافٹ ویئر کور

F-35 یونیفائیڈ سٹرائیک فائٹر کے خود مختار لاجسٹک انفارمیشن سسٹم (ALIS) کے اہم اجزاء کا ایک جائزہ۔ "کمبیٹ سپورٹ یونٹ" اور اس کے چار اہم اجزاء کا تفصیلی تجزیہ: 1) ہیومن سسٹم انٹرفیس، 2) ایگزیکٹو کنٹرول سسٹم، 3) آن بورڈ امیون سسٹم، 4) ایویونکس سسٹم۔ F-35 فائٹر کے فرم ویئر اور اس کے آن بورڈ سافٹ ویئر کے لیے استعمال ہونے والے ٹولز سے متعلق کچھ معلومات۔ لڑاکا لڑاکا طیاروں کے پہلے ماڈلز کے ساتھ موازنہ فراہم کیا گیا ہے، اور آرمی ایوی ایشن کی مزید ترقی کے امکانات کا بھی اشارہ کیا گیا ہے۔

F-35 لڑاکا جیٹ ہر قسم کے ہائی ٹیک سینسروں کا ایک اڑتا ہوا جھنڈ ہے جو کل "360 ڈگری حالات سے متعلق آگاہی" فراہم کرتا ہے۔

تعارف

ایئر فورس ہارڈ ویئر کے نظام وقت کے ساتھ زیادہ سے زیادہ پیچیدہ ہو گئے ہیں. [27] ان کا سائبر انفراسٹرکچر (سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر کے اجزاء جن میں ٹھیک الگورتھمک ٹیوننگ کی ضرورت ہوتی ہے) بھی آہستہ آہستہ پیچیدہ ہوتا جا رہا ہے۔ امریکی فضائیہ کی مثال استعمال کرتے ہوئے، کوئی دیکھ سکتا ہے کہ کس طرح جنگی طیاروں کا سائبر انفراسٹرکچر - اس کے روایتی ہارڈویئر اجزاء کے مقابلے میں - آہستہ آہستہ 5 فیصد سے کم (F-4 کے لیے، ایک تیسری نسل کے لڑاکا طیارے کے لیے) سے بڑھا ہوا ہے۔ 90٪ سے زیادہ (F-35، پانچویں نسل کے لڑاکا کے لیے)۔ [5] اس سائبر انفراسٹرکچر کو ٹھیک کرنے کے لیے، F-35 اس مقصد کے لیے خاص طور پر تیار کیے گئے جدید ترین سافٹ ویئر کے لیے ذمہ دار ہے: خود مختار لاجسٹک انفارمیشن سسٹم (ALIS)۔

خود مختار لاجسٹک انفارمیشن سسٹم

5ویں نسل کے جنگجوؤں کے دور میں، جنگی برتری کو بنیادی طور پر حالات سے متعلق آگاہی کے معیار سے ماپا جاتا ہے۔ [10] لہذا، F-35 لڑاکا ہر قسم کے ہائی ٹیک سینسرز کا ایک اڑنے والا بھیڑ ہے، جو مجموعی طور پر 360 ڈگری حالات سے متعلق آگاہی فراہم کرتا ہے۔ [11] اس سلسلے میں ایک نئی مقبول ہٹ نام نہاد ہے۔ "انٹیگریٹڈ سینسر آرکیٹیکچر" (ISA)، جس میں ایسے سینسر شامل ہیں جو آزادانہ طور پر ایک دوسرے کے ساتھ متحرک طور پر تعامل کرتے ہیں (نہ صرف خاموشی میں، بلکہ مقابلہ کرنے والے حکمت عملی کے ماحول میں بھی) - جو کہ نظری طور پر، حالات سے متعلق آگاہی کے معیار میں اور بھی زیادہ بہتری کا باعث بننا چاہیے۔ . [7]۔ تاہم، اس نظریہ کو عملی جامہ پہنانے کے لیے، سینسر سے موصول ہونے والے تمام ڈیٹا کی اعلیٰ معیار کی الگورتھمک پروسیسنگ ضروری ہے۔

لہذا، F-35 مسلسل بورڈ پر سافٹ ویئر رکھتا ہے، جس کے سورس کوڈز کا کل سائز 20 ملین لائنوں سے زیادہ ہے، جس کے لیے اسے اکثر "اڑنے والا کمپیوٹر" کہا جاتا ہے۔ چونکہ اسٹرائیک فائٹرز کے موجودہ پانچویں دور میں، جنگی برتری کو حالات سے متعلق آگاہی کے معیار سے ماپا جاتا ہے، اس لیے اس پروگرام کوڈ کا تقریباً 6% (50 ملین لائنز) انتہائی پیچیدہ الگورتھمک پروسیسنگ کرتا ہے - آنے والے تمام ڈیٹا کو چپکانے کے لیے۔ سینسر سے تھیٹر آف آپریشنز کی ایک ہی تصویر میں۔ حقیقی وقت میں.

امریکی لڑاکا جنگجوؤں کے لیے آن بورڈ فعالیت فراہم کرنے میں تبدیلی کی حرکیات - سافٹ ویئر کی طرف

F-35 کا خود مختار لاجسٹک انفارمیشن سسٹم (ALIS) لڑاکا کو 1) منصوبہ بندی (جدید ایویونکس سسٹم کے ذریعے)، 2) برقرار رکھنے (ایک سرکردہ جنگی یونٹ کے طور پر کام کرنے کی صلاحیت)، اور 3) کمک فراہم کرتا ہے۔ (عمل کرنے کی صلاحیت) بطور غلام جنگی یونٹ)۔ [4] "گلو کوڈ" ALIS کا بنیادی جزو ہے، جو تمام F-95 طیاروں کے کوڈ کا 35% ہے۔ ALIS کوڈ کا دیگر 50% کچھ معمولی، لیکن الگورتھم کے لحاظ سے بھی بہت گہرا آپریشن کرتا ہے۔ [12] اس لیے F-35 اب تک کے سب سے پیچیدہ جنگی نظاموں میں سے ایک ہے۔ [6]

ALIS ایک مشروط طور پر آٹو پائلٹ نظام ہے جو آن بورڈ سب سسٹمز کی وسیع اقسام کے ایک مربوط کمپلیکس کو یکجا کرتا ہے۔ اور پائلٹ کو تھیٹر آف آپریشنز (حالات سے متعلق آگاہی) کے بارے میں اعلیٰ معیار کی معلومات فراہم کرکے اس کے ساتھ موثر تعامل بھی شامل ہے۔ ALIS سافٹ ویئر انجن پس منظر میں مسلسل چلتا ہے، فیصلہ سازی میں پائلٹ کی مدد کرتا ہے اور پرواز کے اہم مقامات پر رہنمائی فراہم کرتا ہے۔ [13]

جنگی سپورٹ یونٹ

ALIS کے سب سے اہم ذیلی نظاموں میں سے ایک "جنگی معاونت یونٹ" ہے، جو پانچ اہم عناصر پر مشتمل ہے [13]:

1) "ہیومن سسٹم انٹرفیس" - تھیٹر آف آپریشنز (ایرگونومک، جامع، جامع) کا اعلیٰ معیار کا تصور فراہم کرتا ہے۔ [12] اس تھیٹر کا مشاہدہ کرتے ہوئے، پائلٹ حکمت عملی سے متعلق فیصلے کرتا ہے اور جنگی کمانڈ جاری کرتا ہے، جس پر آئی سی ایس یونٹ عمل درآمد کرتا ہے۔

2) "ایگزیکٹیو-کنٹرول سسٹم" (ECS) - آن بورڈ ہتھیاروں کے کنٹرول یونٹوں کے ساتھ بات چیت، جنگی کمانڈز پر عمل درآمد کو یقینی بناتا ہے، جو پائلٹ کے ذریعے انسانی نظام کے انٹرفیس کے ذریعے جاری کیے جاتے ہیں۔ آئی سی ایس ہر جنگی کمانڈ (فیڈ بیک سینسر کے ذریعے) کے استعمال سے ہونے والے اصل نقصان کو بھی ریکارڈ کرتا ہے - ایویونکس سسٹم کے ذریعہ اس کے بعد کے تجزیے کے لیے۔

3) "آن بورڈ امیون سسٹم" (BIS) - بیرونی خطرات کی نگرانی کرتا ہے اور، جب ان کا پتہ چل جاتا ہے، خطرات کو ختم کرنے کے لیے ضروری انسدادی اقدامات کرتا ہے۔ اس صورت میں، BIS مشترکہ حکمت عملی میں حصہ لینے والے دوستانہ جنگی یونٹوں کی مدد سے لطف اندوز ہو سکتا ہے۔ [8] اس مقصد کے لیے، LSI ایک مواصلاتی نظام کے ذریعے - avionics کے نظاموں کے ساتھ قریبی تعامل کرتا ہے۔

4) "ایویونکس سسٹم" - مختلف سینسرز سے آنے والے خام ڈیٹا سٹریم کو اعلیٰ معیار کے حالات سے متعلق آگاہی میں تبدیل کرتا ہے، جو انسانی نظام کے انٹرفیس کے ذریعے پائلٹ کے لیے قابل رسائی ہے۔

5) "مواصلاتی نظام" - آن بورڈ اور بیرونی نیٹ ورک ٹریفک وغیرہ کا انتظام کرتا ہے۔ تمام آن بورڈ سسٹمز کے درمیان ایک لنک کے طور پر کام کرتا ہے۔ نیز مشترکہ حکمت عملی میں حصہ لینے والے تمام جنگی یونٹوں کے درمیان۔

انسانی نظام کا انٹرفیس

اعلیٰ معیار اور جامع حالات سے متعلق آگاہی کی ضرورت کو پورا کرنے کے لیے، فائٹر کاک پٹ میں مواصلات اور تصور بہت اہم ہیں۔ عام طور پر ALIS کا چہرہ اور خاص طور پر جنگی معاون یونٹ "panoramic visualization display subsystem" (L-3 کمیونیکیشن ڈسپلے سسٹم) ہے۔ اس میں ایک بڑی ہائی ڈیفینیشن ٹچ اسکرین (LADD) اور براڈ بینڈ کمیونیکیشن چینل شامل ہے۔ L-3 سافٹ ویئر Integrity OS 178B (گرین ہلز سافٹ ویئر سے ایک حقیقی وقت کا آپریٹنگ سسٹم) چلاتا ہے، جو F-35 فائٹر جیٹ کے لیے اہم ایویونکس آپریٹنگ سسٹم ہے۔

F-35 سائبر انفراسٹرکچر آرکیٹیکٹس نے چھ آپریٹنگ سسٹم کی مخصوص خصوصیات کی بنیاد پر Integrity OS 178B کا انتخاب کیا: 1) اوپن آرکیٹیکچر کے معیارات کی پابندی، 2) لینکس کے ساتھ مطابقت، 3) POSIX API کے ساتھ مطابقت، 4) محفوظ میموری مختص، 5) کی حمایت خصوصی ضروریات کی حفاظت اور 6) ARINC 653 تفصیلات کے لیے معاونت۔ [12] "ARINC 653" ایویونکس ایپلی کیشنز کے لیے ایک ایپلیکیشن سافٹ ویئر انٹرفیس ہے۔ یہ انٹرفیس مربوط ماڈیولر ایویونکس کے اصولوں کے مطابق ایوی ایشن کمپیوٹنگ سسٹم کے وسائل کی عارضی اور مقامی تقسیم کو منظم کرتا ہے۔ اور پروگرامنگ انٹرفیس کی بھی وضاحت کرتا ہے جسے ایپلیکیشن سافٹ ویئر کو کمپیوٹر سسٹم کے وسائل تک رسائی کے لیے استعمال کرنا چاہیے۔

Panoramic ویژولائزیشن ڈسپلے سب سسٹم

ایگزیکٹو کنٹرول سسٹم

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، ICS، آن بورڈ ہتھیاروں کے کنٹرول یونٹس کے ساتھ بات چیت کرتے ہوئے، جنگی کمانڈوں پر عمل درآمد اور ہر جنگی کمانڈ کے استعمال سے ہونے والے حقیقی نقصان کی ریکارڈنگ کو یقینی بناتا ہے۔ ICS کا دل ایک سپر کمپیوٹر ہے، جسے قدرتی طور پر بھی "آن بورڈ ہتھیار" کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔

چونکہ آن بورڈ سپر کمپیوٹر کو تفویض کردہ کاموں کا حجم بہت زیادہ ہے، اس لیے اس کی طاقت میں اضافہ ہوا ہے اور یہ فالٹ ٹولرنس اور کمپیوٹنگ پاور کے لیے اعلیٰ تقاضوں کو پورا کرتا ہے۔ یہ ایک موثر مائع کولنگ سسٹم سے بھی لیس ہے۔ یہ تمام اقدامات اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کیے گئے ہیں کہ آن بورڈ کمپیوٹر سسٹم بڑی مقدار میں ڈیٹا کو مؤثر طریقے سے پروسیس کرنے اور جدید الگورتھمک پروسیسنگ کرنے کے قابل ہے - جو پائلٹ کو حالات سے متعلق موثر آگاہی فراہم کرتا ہے: اسے تھیٹر آف آپریشنز کے بارے میں جامع معلومات فراہم کرتا ہے۔ [12]

F-35 فائٹر جیٹ کا آن بورڈ سپر کمپیوٹر مسلسل 40 بلین آپریشن فی سیکنڈ انجام دینے کی صلاحیت رکھتا ہے، جس کی بدولت یہ جدید ایویونکس کے وسائل سے متعلق الگورتھم (بشمول الیکٹرو آپٹیکل، انفراریڈ اور پراسیسنگ کے کثیر کام کو یقینی بناتا ہے۔ ریڈار ڈیٹا)۔ [9] حقیقی وقت۔ F-35 لڑاکا طیاروں کے لیے الگورتھم کے لحاظ سے یہ تمام گہرے حساب کتاب کرنا ممکن نہیں ہے (ہر جنگی یونٹ کو سپر کمپیوٹر سے لیس نہ کرنے کے لیے)، کیونکہ تمام سینسرز سے آنے والے ڈیٹا کے کل بہاؤ کی شدت سے زیادہ ہے۔ تیز ترین مواصلاتی نظام کا تھرو پٹ - کم از کم 1000 بار۔ [12]

بڑھتی ہوئی وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے، F-35 کے تمام اہم آن بورڈ سسٹمز (بشمول، کسی حد تک، آن بورڈ سپر کمپیوٹر) کو فالتو پن کے اصول کا استعمال کرتے ہوئے لاگو کیا جاتا ہے، تاکہ بورڈ پر ایک ہی کام کو ممکنہ طور پر کئی مختلف آلات کے ذریعے انجام دیا جا سکے۔ مزید یہ کہ فالتو پن کی ضرورت اس طرح ہے کہ نقلی عناصر متبادل مینوفیکچررز کے ذریعہ تیار کیے جاتے ہیں اور ان کا متبادل فن تعمیر ہوتا ہے۔ اس کی بدولت اصل اور نقل کے بیک وقت ناکام ہونے کا امکان کم ہو جاتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ماسٹر کمپیوٹر لینکس جیسا آپریٹنگ سسٹم چلاتا ہے، جبکہ غلام کمپیوٹر ونڈوز چلاتے ہیں۔ [1] اس کے علاوہ، تاکہ اگر کمپیوٹر میں سے کوئی ایک ناکام ہوجاتا ہے، تو جنگی سپورٹ یونٹ کام کرنا جاری رکھ سکتا ہے (کم از کم ایمرجنسی موڈ میں)، ALIS کرنل فن تعمیر "تقسیم شدہ کمپیوٹنگ کے لیے ملٹی تھریڈ کلائنٹ سرور" کے اصول پر بنایا گیا ہے۔ [2]

آن بورڈ مدافعتی نظام

مقابلہ شدہ حکمت عملی کے ماحول میں، ہوائی قوت مدافعت کو برقرار رکھنے کے لیے لچک، فالتو پن، تنوع، اور تقسیم شدہ فعالیت کے مؤثر امتزاج کی ضرورت ہوتی ہے۔ کل کی جنگی ہوا بازی میں متحد آن بورڈ امیون سسٹم (BIS) نہیں تھا۔ اس کا ایوی ایشن LSI بکھرا ہوا تھا اور کئی آزادانہ طور پر کام کرنے والے اجزاء پر مشتمل تھا۔ ان اجزاء میں سے ہر ایک کو ہتھیاروں کے نظام کے مخصوص، تنگ سیٹ کا مقابلہ کرنے کے لیے بہتر بنایا گیا تھا: 1) بیلسٹک پروجیکٹائل، 2) میزائل جن کا مقصد ریڈیو فریکوئنسی یا الیکٹرو آپٹیکل سگنل، 3) لیزر شعاع ریزی، 4) ریڈار شعاع ریزی وغیرہ۔ جب کسی حملے کا پتہ چلا تو، متعلقہ LSI سب سسٹم خود بخود چالو ہو گیا اور جوابی اقدامات کیے گئے۔

کل کے LSI کے اجزاء کو ایک دوسرے سے آزادانہ طور پر ڈیزائن اور تیار کیا گیا تھا - مختلف ٹھیکیداروں کے ذریعہ۔ چونکہ ان اجزاء میں، ایک اصول کے طور پر، ایک بند فن تعمیر تھا، LSI جدیدیت - جیسے جیسے نئی ٹیکنالوجیز اور نئے ہتھیاروں کے نظام ابھرے ہیں - ایک اور آزاد LSI جزو کو شامل کرنے کے لیے کم کر دیا گیا۔ اس طرح کے بکھرے ہوئے LSI کا بنیادی نقصان - ایک بند فن تعمیر کے ساتھ آزاد اجزاء پر مشتمل - یہ ہے کہ اس کے ٹکڑے ایک دوسرے کے ساتھ تعامل نہیں کرسکتے ہیں اور مرکزی طور پر مربوط نہیں ہوسکتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، وہ ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت نہیں کر سکتے اور مشترکہ کارروائیاں نہیں کر سکتے، جو کہ مجموعی طور پر پورے LSI کی وشوسنییتا اور موافقت کو محدود کر دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر مدافعتی ذیلی نظاموں میں سے ایک ناکام ہو جاتا ہے یا تباہ ہو جاتا ہے، تو دوسرے ذیلی نظام مؤثر طریقے سے اس نقصان کی تلافی نہیں کر سکتے۔ مزید برآں، LSIs کی تقسیم اکثر ہائی ٹیک اجزاء جیسے پروسیسرز اور ڈسپلے کی نقل کا باعث بنتی ہے، [8] جو SWaP (سائز، وزن اور بجلی کی کھپت) کو کم کرنے کے "سدا بہار مسئلہ" کے تناظر میں ہے [16] ]، بہت فضول ہے۔ یہ کوئی تعجب کی بات نہیں ہے کہ یہ ابتدائی LSIs آہستہ آہستہ متروک ہو رہے ہیں۔

بکھرے ہوئے LSI کو ایک واحد تقسیم شدہ آن بورڈ مدافعتی نظام سے تبدیل کیا جا رہا ہے، جسے "انٹلیکچوئل کوگنیٹو کنٹرولر" (ICC) کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ آئی سی سی ایک خصوصی پروگرام ہے، آن بورڈ مرکزی اعصابی نظام، جو BIS میں شامل مربوط ذیلی نظاموں کے اوپر کام کرتا ہے۔ یہ پروگرام تمام LSI سب سسٹمز کو ایک واحد تقسیم شدہ نیٹ ورک (عام معلومات اور مشترکہ وسائل کے ساتھ) میں متحد کرتا ہے، اور تمام LSIs کو مرکزی پروسیسر اور دیگر آن بورڈ سسٹمز سے بھی جوڑتا ہے۔ [8] اس امتزاج کی بنیاد (مستقبل میں تیار کیے جانے والے اجزاء کے ساتھ امتزاج سمیت) "سسٹم آف سسٹم" (SoS) کا عام طور پر قبول شدہ تصور ہے، [3] - اس کی امتیازی خصوصیات کے ساتھ جیسے اسکیل ایبلٹی، عوامی تفصیلات اور اوپن آرکیٹیکچر سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر۔

آئی سی سی کو تمام BIS سب سسٹمز سے معلومات تک رسائی حاصل ہے۔ اس کا کام LSI سب سسٹم سے موصول ہونے والی معلومات کا موازنہ اور تجزیہ کرنا ہے۔ ICC مسلسل پس منظر میں کام کرتا ہے، تمام LSI سب سسٹمز کے ساتھ مسلسل تعامل کرتا ہے - ہر ممکنہ خطرے کی نشاندہی کرتا ہے، اسے لوکلائز کرتا ہے، اور آخر میں پائلٹ کو انسدادی اقدامات کے بہترین سیٹ کی سفارش کرتا ہے (ہر LSI سب سسٹم کی منفرد صلاحیتوں کو مدنظر رکھتے ہوئے)۔ اس مقصد کے لیے، آئی سی سی جدید علمی الگورتھم استعمال کرتا ہے [17-25]۔

وہ. ہر طیارے کا اپنا انفرادی ICC ہوتا ہے۔ تاہم، اس سے بھی زیادہ انضمام (اور، نتیجے کے طور پر، زیادہ قابل اعتماد) حاصل کرنے کے لیے، ٹیکٹیکل آپریشن میں حصہ لینے والے تمام طیاروں کے آئی سی سی کو ایک مشترکہ نیٹ ورک میں ملایا جاتا ہے، جس کے ہم آہنگی کے لیے "خود مختار لاجسٹکس انفارمیشن سسٹم" (ALIS) ) ذمہ دار ہے. [4] جب ICCs میں سے کوئی ایک خطرے کی نشاندہی کرتا ہے، ALIS سب سے مؤثر جوابی اقدامات کا حساب لگاتا ہے - تمام ICCs سے معلومات اور حکمت عملی کے آپریشن میں حصہ لینے والے تمام جنگی یونٹوں کی مدد کا استعمال کرتے ہوئے۔ ALIS ہر ICC کی انفرادی خصوصیات کو "جانتا ہے"، اور ان کا استعمال مربوط جوابی اقدامات کو نافذ کرنے کے لیے کرتا ہے۔

تقسیم شدہ LSI بیرونی (دشمن کی جنگی کارروائیوں سے متعلق) اور اندرونی (پائلٹنگ کے انداز اور آپریشنل باریکیوں سے متعلق) خطرات سے نمٹتا ہے۔ F-35 لڑاکا جہاز پر، ایویونکس سسٹم بیرونی خطرات پر کارروائی کے لیے ذمہ دار ہے، اور VRAMS (سامان کے لیے خطرناک چالوں سے وابستہ ذہین رسک انفارمیشن سسٹم) اندرونی خطرات پر کارروائی کے لیے ذمہ دار ہے۔ [13] VRAMS کا بنیادی مقصد ضروری دیکھ بھال کے سیشنوں کے درمیان ہوائی جہاز کے آپریٹنگ دورانیے کو بڑھانا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، VRAMS بنیادی آن بورڈ سب سسٹمز (ہوائی جہاز کے انجن، معاون ڈرائیوز، مکینیکل اجزاء، الیکٹریکل سب سسٹم) کی کارکردگی کے بارے میں حقیقی وقت کی معلومات جمع کرتا ہے اور ان کی تکنیکی حالت کا تجزیہ کرتا ہے۔ اکاؤنٹ کے پیرامیٹرز جیسے درجہ حرارت کی چوٹیوں، دباؤ کے قطرے، کمپن کی حرکیات اور ہر قسم کی مداخلت کو مدنظر رکھنا۔ اس معلومات کی بنیاد پر، VRAMS پائلٹ کو پیشگی سفارشات دیتا ہے کہ ہوائی جہاز کو محفوظ اور صحت مند رکھنے کے لیے کیا کرنا چاہیے۔ VRAMS "پیش گوئی" کرتا ہے کہ پائلٹ کے کچھ اقدامات کن نتائج کا باعث بن سکتے ہیں، اور ان سے بچنے کے طریقے کے بارے میں سفارشات بھی دیتا ہے۔ [13]

VRAMS جس بینچ مارک کے لیے کوشش کرتا ہے وہ انتہائی قابل اعتماد اور کم ساختی تھکاوٹ کو برقرار رکھتے ہوئے صفر کی دیکھ بھال ہے۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، تحقیقی لیبارٹریز سمارٹ ڈھانچے کے ساتھ ایسا مواد بنانے کے لیے کام کر رہی ہیں جو زیرو مینٹیننس حالات میں مؤثر طریقے سے کام کر سکیں گی۔ ان لیبارٹریوں کے محققین مائیکرو کریکس اور ناکامی کے دوسرے پیشروؤں کا پتہ لگانے کے طریقے تیار کر رہے ہیں تاکہ ممکنہ ناکامیوں کو پیشگی سے روکا جا سکے۔ ساختی تھکاوٹ کے رجحان کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے تحقیق بھی کی جا رہی ہے تاکہ اس ڈیٹا کو ہوا بازی کی چالوں کو منظم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکے تاکہ ساختی تھکاوٹ کو کم کیا جا سکے۔ ہوائی جہاز کی مفید زندگی کو بڑھانا۔ [13] اس سلسلے میں، یہ نوٹ کرنا دلچسپ ہے کہ جریدے "ایڈوانسڈ ان انجینئرنگ سافٹ ویئر" کے تقریباً 50% مضامین پربلت کنکریٹ اور دیگر ڈھانچے کی مضبوطی اور کمزوری کے تجزیہ کے لیے وقف ہیں۔

سازوسامان کے لیے خطرناک ہتھکنڈوں سے منسلک خطرات کے بارے میں آگاہ کرنے کے لیے ذہین نظام

جدید ایویونکس سسٹم

F-35 لڑاکا طیاروں کے فضائی جنگی سپورٹ یونٹ میں ایک جدید ایویونکس سسٹم شامل ہے جو ایک مہتواکانکشی کام کو حل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے:

کل کے ایونکس سسٹمز میں کئی آزاد ذیلی نظام شامل تھے (انفراریڈ اور الٹرا وائلٹ سینسرز، ریڈار، سونار، الیکٹرانک وارفیئر اور دیگر)، جن میں سے ہر ایک اپنے ڈسپلے سے لیس تھا۔ اس کی وجہ سے، پائلٹ کو باری باری ہر ایک ڈسپلے کو دیکھنا پڑا اور ان سے آنے والے ڈیٹا کا دستی طور پر تجزیہ اور موازنہ کرنا پڑا۔ دوسری طرف، آج کا ایونکس سسٹم، جو خاص طور پر F-35 لڑاکا طیاروں سے لیس ہے، تمام ڈیٹا کی نمائندگی کرتا ہے، جو پہلے بکھرے ہوئے تھے، ایک ہی وسائل کے طور پر؛ ایک عام ڈسپلے پر۔ وہ. ایک جدید ایویونکس سسٹم ایک مربوط نیٹ ورک سینٹرک ڈیٹا فیوژن کمپلیکس ہے جو پائلٹ کو انتہائی موثر حالات سے متعلق آگاہی فراہم کرتا ہے۔ اسے پیچیدہ تجزیاتی حساب کتاب کرنے کی ضرورت سے بچانا۔ نتیجے کے طور پر، تجزیاتی لوپ سے انسانی عنصر کے اخراج کی بدولت، اب پائلٹ کو اصل جنگی مشن سے ہٹایا نہیں جا سکتا۔

ایویونکس تجزیاتی لوپ سے انسانی عنصر کو ختم کرنے کی پہلی اہم کوششوں میں سے ایک F-22 فائٹر کے سائبر انفراسٹرکچر میں لاگو کی گئی تھی۔ اس فائٹر پر، ایک الگورتھمی طور پر بہت زیادہ پروگرام مختلف سینسرز سے آنے والے ڈیٹا کے اعلیٰ معیار کے گلونگ کے لیے ذمہ دار ہے، جس کے سورس کوڈز کا کل سائز 1,7 ملین لائنز ہے۔ ایک ہی وقت میں، 90% کوڈ ایڈا میں لکھا جاتا ہے. تاہم، جدید ایویونکس سسٹم - ALIS پروگرام کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے - جو F-35 سے لیس ہے F-22 فائٹر کے مقابلے میں نمایاں طور پر ترقی کر چکا ہے۔

ALIS F-22 فائٹر سافٹ ویئر پر مبنی تھا۔ تاہم، کوڈ کی 1,7 ملین لائنیں اب ڈیٹا کو ضم کرنے کے لیے ذمہ دار نہیں ہیں، بلکہ 8,6 ملین ہیں۔ ایک ہی وقت میں، کوڈ کی اکثریت C/C++ میں لکھی جاتی ہے۔ اس تمام الگورتھمی طور پر گہرے کوڈ کا بنیادی کام یہ جانچنا ہے کہ پائلٹ کے لیے کونسی معلومات متعلقہ ہوں گی۔ نتیجے کے طور پر، تھیٹر آف آپریشنز میں صرف اہم ڈیٹا پر توجہ مرکوز کرکے، پائلٹ اب تیز اور زیادہ موثر فیصلے کرنے کے قابل ہے۔ وہ. جدید ایویونکس سسٹم، جس سے F-35 لڑاکا خاص طور پر لیس ہے، پائلٹ سے تجزیاتی بوجھ کو ہٹاتا ہے، اور آخر کار اسے آسانی سے پرواز کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ [12]

پرانے طرز کے ایونکس

سائڈبار: F-35 پر استعمال ہونے والے ترقیاتی ٹولز

F-35 آن بورڈ سائبر انفراسٹرکچر کے کچھ [چھوٹے] سافٹ ویئر اجزاء Ada، CMS-2Y، FORTRAN جیسی زبانوں میں لکھے گئے ہیں۔ اڈا میں لکھے گئے پروگرام بلاکس عام طور پر F-22 فائٹر سے لیے جاتے ہیں۔ [12] تاہم، ان ریلیک زبانوں میں لکھا گیا کوڈ F-35 سافٹ ویئر کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ ہے۔ F-35 کے لیے مرکزی پروگرامنگ زبان C/C++ ہے۔ متعلقہ اور آبجیکٹ پر مبنی ڈیٹا بیس بھی F-35 پر استعمال ہوتے ہیں۔ [14] بڑے ڈیٹا کو موثر طریقے سے ہینڈل کرنے کے لیے ڈیٹا بیس کا استعمال بورڈ پر کیا جاتا ہے۔ اس کام کو حقیقی وقت میں انجام دینے کے لیے، ڈیٹا بیس کو ہارڈویئر گراف تجزیہ ایکسلریٹر کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔ [15]

سائڈبار: F-35 میں پچھلے دروازے

تمام اجزاء جو جدید امریکی فوجی سازوسامان بناتے ہیں وہ ہیں 1) یا تو اپنی مرضی کے مطابق، 2) یا دستیاب تجارتی مصنوعات سے اپنی مرضی کے مطابق، 3) یا باکسڈ تجارتی حل کی نمائندگی کرتے ہیں۔ مزید یہ کہ، ان تینوں صورتوں میں، مینوفیکچررز، یا تو انفرادی اجزاء میں سے یا مجموعی طور پر پورے نظام کے، ایک مشکوک شجرہ نسب رکھتے ہیں، جو عام طور پر ملک سے باہر نکلتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، یہ خطرہ ہے کہ سپلائی چین میں کسی وقت (جو اکثر دنیا بھر میں پھیلا ہوا ہے) ایک بیک ڈور یا مالویئر (یا تو سافٹ ویئر یا ہارڈ ویئر کی سطح پر) سافٹ ویئر یا ہارڈ ویئر کے جزو میں بنایا جائے گا۔ اس کے علاوہ، امریکی فضائیہ 1 لاکھ سے زیادہ جعلی الیکٹرانک پرزے استعمال کرنے کے لیے جانی جاتی ہے، جس سے بورڈ پر بدنیتی پر مبنی کوڈ اور بیک ڈور کا امکان بھی بڑھ جاتا ہے۔ اس حقیقت کا تذکرہ نہ کرنا کہ جعلی عام طور پر اصل کی ایک کم معیار اور غیر مستحکم کاپی ہوتی ہے، جس کا مطلب یہ ہوتا ہے۔ [5]

ALIS کرنل فن تعمیر

تمام آن بورڈ سسٹمز کی تفصیل کا خلاصہ کرتے ہوئے، ہم کہہ سکتے ہیں کہ ان کے لیے بنیادی تقاضے درج ذیل تھیسز پر آتے ہیں: انضمام اور توسیع پذیری؛ عوامی تفصیلات اور کھلے فن تعمیر؛ ergonomics اور conciseness؛ استحکام، فالتو پن، تنوع، لچک اور طاقت میں اضافہ؛ تقسیم شدہ فعالیت ALIS کا بنیادی فن تعمیر F-35 جوائنٹ اسٹرائیک فائٹر کے لیے ان وسیع اور پرجوش مسابقتی تقاضوں کا ایک جامع جواب ہے۔

تاہم، یہ فن تعمیر، ہر چیز کی طرح، آسان ہے. محدود ریاستی مشینوں کے تصور کو اس کی بنیاد کے طور پر لیا گیا۔ ALIS کے فریم ورک کے اندر اس تصور کا اطلاق اس حقیقت میں ہوتا ہے کہ F-35 لڑاکا طیارے کے آن بورڈ سافٹ ویئر کے تمام اجزاء ایک متحد ڈھانچہ رکھتے ہیں۔ تقسیم شدہ کمپیوٹنگ کے لیے ملٹی تھریڈڈ کلائنٹ سرور آرکیٹیکچر کے ساتھ مل کر، ALIS آٹو میٹا کرنل اوپر بیان کردہ تمام متضاد تقاضوں کو پورا کرتا ہے۔ ہر ALIS سافٹ ویئر کا جزو ایک انٹرفیس ".h-file" اور الگورتھمک کنفیگریشن ".cpp-file" پر مشتمل ہوتا ہے۔ ان کا عمومی ڈھانچہ مضمون سے منسلک سورس فائلوں میں دیا گیا ہے (مندرجہ ذیل تین بگاڑنے والے دیکھیں)۔

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;
}

automata1.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;
}

خلاصہ یہ کہ، ایک مقابلہ شدہ حکمت عملی کے ماحول میں، فضائیہ کی اکائیاں جن کا جہاز پر سائبر انفراسٹرکچر مؤثر طریقے سے لچک، فالتو پن، تنوع، اور تقسیم شدہ فعالیت کو یکجا کرتا ہے، جنگی برتری سے لطف اندوز ہوتے ہیں۔ جدید ہوا بازی کے IKK اور ALIS ان ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ تاہم، مستقبل میں ان کے انضمام کی ڈگری کو دیگر فوجی یونٹوں کے ساتھ تعامل تک بھی بڑھایا جائے گا، جبکہ اب فضائیہ کا موثر انضمام صرف اس کے اپنے یونٹ کا احاطہ کرتا ہے۔

کتابیات

1. کورٹنی ہاورڈ۔ ایونکس: وکر سے آگے // ملٹری اور ایرو اسپیس الیکٹرانکس: ایونکس اختراعات۔ 24(6)، 2013۔ پی پی۔ 10-17۔
2. ٹیکٹیکل سافٹ ویئر انجینئرنگ // جنرل ڈائنامکس الیکٹرک بوٹ۔
3. ایلون مرفی۔ سسٹم آف سسٹم انٹیگریشن کی اہمیت // لیڈنگ ایج: کامبیٹ سسٹم انجینئرنگ اور انٹیگریشن۔ 8(2)، 2013۔ پی پی۔ 8-15۔
4. F-35: جنگی تیار. // فضا ئیہ.
5. گلوبل ہورائزنز // یونائیٹڈ سٹیٹس ایئر فورس گلوبل سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ویژن۔ 3.07.2013.
6. کرس بابکاک۔ مستقبل کے سائبر میدان جنگ کی تیاری // ایئر اینڈ اسپیس پاور جرنل۔ 29(6)، 2015۔ پی پی۔ 61-73۔
7. ایڈرک تھامسن۔ کامن آپریٹنگ ماحول: سینسر فوج کو ایک قدم قریب لے جاتے ہیں // آرمی ٹیکنالوجی: سینسر۔ 3(1)، 2015۔ صفحہ۔ 16۔
8. مارک کالافٹ۔ ہوائی جہاز کی بقا کا مستقبل: ایک ذہین، مربوط بقا کے سوٹ کی تعمیر // آرمی ٹیکنالوجی: ایوی ایشن۔ 3(2)، 2015۔ پی پی۔ 16-19۔
9. کورٹنی ہاورڈ۔ ذہین ایویونکس.
10. اسٹیفنی این فریولی۔ F-35A لائٹننگ II // ایئر اینڈ اسپیس پاور جرنل کے لیے انٹیلی جنس سپورٹ۔ 30(2)، 2016۔ پی پی۔ 106-109۔
11. کورٹنی ای ہاورڈ۔ کنارے پر ویڈیو اور امیج پروسیسنگ // ملٹری اینڈ ایرو اسپیس الیکٹرانکس: پروگریسو ایونکس۔ 22(8)، 2011۔
12. کورٹنی ہاورڈ۔ جدید ایویونکس کے ساتھ جنگی طیارے // ملٹری اور ایرو اسپیس الیکٹرانکس: ایویونکس۔ 25(2)، 2014۔ pp.8-15۔
13. روٹر کرافٹ پر توجہ مرکوز کریں: سائنسدان، محققین اور ہوا باز جدت طرازی کرتے ہیں // آرمی ٹیکنالوجی: ایوی ایشن۔ 3(2)، 2015۔ pp.11-13۔
14. ٹیکٹیکل سافٹ ویئر انجینئرنگ // جنرل ڈائنامکس الیکٹرک بوٹ۔
15. براڈ ایجنسی کا اعلان درجہ بندی کی شناخت کی تصدیق کی تصدیق کریں (HIVE) Microsystems Technology Office DARPA-BAA-16-52 اگست 2، 2016۔
16. کورٹنی ہاورڈ۔ ڈیمانڈ میں ڈیٹا: مواصلات کی کال کا جواب دینا // ملٹری اور ایرو اسپیس الیکٹرانکس: پہننے کے قابل الیکٹرانکس۔ 27(9)، 2016۔
17. براڈ ایجنسی کا اعلان: قابل وضاحت مصنوعی ذہانت (XAI) DARPA-BAA-16-53، 2016۔
18. Jordi Vallverdu. کمپیوٹنگ سسٹمز میں جذبات کے نفاذ کے لیے ایک علمی فن تعمیر // حیاتیاتی طور پر الہام شدہ علمی فن تعمیر۔ 15، 2016. پی پی. 34-40۔
19. بروس کے جانسن۔ ڈان آف دی کاگنیٹک: Age Fighting Ideological War by putting Thought in Motion with Impact // Air & Space Power Journal. 22(1)، 2008۔ پی پی۔ 98-106۔
20. شیرون ایم لاٹور۔ جذباتی ذہانت: تمام یونائیٹڈ سٹیٹس ایئر فورس لیڈرز کے لیے مضمرات // ایئر اینڈ اسپیس پاور جرنل۔ 16(4)، 2002۔ پی پی۔ 27-35۔
21. لیفٹیننٹ کرنل شیرون ایم لاٹور۔ جذباتی ذہانت: تمام یونائیٹڈ سٹیٹس ایئر فورس لیڈرز کے لیے مضمرات // ایئر اینڈ اسپیس پاور جرنل۔ 16(4)، 2002۔ پی پی۔ 27-35۔
22. جین بینسن۔ علمی سائنس کی تحقیق: سپاہیوں کو صحیح سمت میں چلانا // آرمی ٹیکنالوجی: کمپیوٹنگ۔ 3(3)، 2015۔ پی پی۔ 16-17۔
23. دیان آراؤجو۔ علمی کمپیوٹرز ایئر فورس کے حصول کے منظر نامے کو تبدیل کرنے کے لیے تیار ہیں۔.
24. جیمز ایس البس۔ RCS: ذہین ملٹی ایجنٹ سسٹمز کے لیے ایک علمی فن تعمیر // کنٹرول میں سالانہ جائزے۔ 29(1)، 2005۔ پی پی۔ 87-99۔
25. Karev A.A. اعتماد کی ہم آہنگی // عملی مارکیٹنگ۔ 2015. نمبر 8(222)۔ صفحہ 43-48۔
26. Karev A.A. تقسیم شدہ کمپیوٹنگ // سسٹم ایڈمنسٹریٹر کے لیے ملٹی تھریڈڈ کلائنٹ سرور۔ 2016. نمبر 1-2(158-159)۔ صفحہ 93-95۔
27. Karev A.A. F-35 یونیفائیڈ اسٹرائیک فائٹر کے آن بورڈ ایم پی ایس کے ہارڈ ویئر اجزاء // اجزاء اور ٹیکنالوجیز۔ 2016. نمبر 11۔ صفحہ 98-102۔

PS. یہ مضمون اصل میں شائع ہوا تھا۔ "اجزاء اور ٹیکنالوجیز".

ماخذ: www.habr.com