大型電子系統

大型電子系統是指利用通信和計算機技術,把多種具有獨立功能的電子系統聯結起來,同時完成對複雜過程或對象的管理和控制的人-機信息系統。與一般電子系統相比,大型電子系統具有許多特點。

大型電子系統

正文

利用通信和計算機技術,把多種具有獨立功能的電子系統聯結起來,同時完成對複雜過程或對象的管理和控制的人-機信息系統。電子學的發展,為大型電子系統奠定了必要的技術基礎。通信技術、控制技術和計算機技術的發展。使得不同功能的電子系統有可能相互聯結起來,形成功能更高的最佳化系統。20世紀50年代至60年代初,首先在美國建成的半自動化地面防空系統,是大型電子系統的先驅。60年代以來,在世界許多國家相繼建成的一批防空系統,現代空中交通管制系統,水上交通管制系統,航天測控系統,彈道飛彈預警和指揮系統,指揮、控制和通信系統(或稱C3系統等,都是由多種電子系統組成的大型複合系統。70年代以來,在管理和工業控制方面也出現了不少的這類系統。為適應國防和國民經濟發展的需要,中國也建成了若干大型電子系統。
組成 大型電子系統一般由信息獲取系統、信息傳輸系統、信息處理系統、信息輸出系統、執行系統和時間統一系統等所組成。
① 信息獲取系統:使用各種技術手段,獲取大型電子系統工作所必需的信息。這種手段可以是大型雷達或雷達網、聲納系統、遙感系統、遙測系統,也可以是其他感測器和數據採集裝置。主要用於管理的大型電子系統,還應包括主要由人來完成的各種定性的描述性語言文字等的信息輸入。
② 信息傳輸系統:提供系統工作所需的信息通路。它可能是各種有線、無線、衛星通信線路所組成的各種專用或公用的通信網路。
③ 信息處理系統:利用計算機完成系統工作信息的各種處理。根據處理結果進行決策(決策時人可以通過人-機接口進行干預)並實現必要的控制功能。它可能是由多台計算機組成的多機系統或計算機網路系統,一般還具有通信管理和數據管理功能。
④ 信息輸出系統:將處理過的信息,以文字、數字、符號、圖形、圖像的方式輸出,或直接輸出控制某一過程或設備的對象,並以聲、光等形式輸出重要的緊急信息。它通常使用各種顯示裝置、狀態板或信號燈。
⑤ 執行系統:根據指令對複雜過程或對象實施管理和控制。
⑥ 時間統一系統:提供系統工作的時間基準和時間同步信號,以保證全系統協調工作。
在大型電子系統中,人起著重要的作用。由於輸入、控制對象及過程的複雜性和實時性的要求,要保證指揮、控制和操作的準確性和靈活性,必須具有高效率的人-機界面。大型電子系統通常擁有一個或多個控制中心,作為系統控制和操作人員的工作場所,在控制中心配備有各種顯示和指揮設施。
特點 與一般電子系統相比,大型電子系統具有許多特點。
① 大規模和複雜性:往往由大量分布在廣大地區的相互聯繫和相互作用的多種電子系統構成一個多層次的統一系統,系統內部可能有多個決策者,執行部分往往遠離決策中心。
② 整體性:要求從系統的全局和過程的整體出發,從各種不同電子系統的相互聯繫上,實現整體功能的最佳化。
③ 兼容性:包含雙重涵義,一是由多種電子系統組成的一個複合系統,電磁兼容性和頻譜的合理分配及使用是非常重要的問題;二是這種系統由於規模龐大,往往不能建造全新的系統,要充分考慮與現有系統的兼容性。
④ 可靠性:大型電子系統往往在國防和國民經濟上具有極大的重要性。其失效會造成嚴重的後果。因此,要求它具有高度的可靠性,此外還要強調信息的保密和安全問題。
⑤ 不確定性:系統的輸入帶有隨機性和不確定的不能量化的因素。系統操作管理人員的反應和決策也往往帶有不確定的因素。
⑥ 可擴展性:系統一般具有開放式結構,以便於擴展。
大型電子系統從研製到運行,往往需要經歷數年,要投入巨大的人力和物力,存在著技術上的風險。因此,必須充分研究它的必要性和技術經濟上的可行性,認真研究系統建成後的社會經濟效果、壽命和它對客觀環境變化的適應性。這種系統的設計和工程管理,必須使用系統工程的方法。
大型電子系統的出現和不斷發展,標誌著管理和信息技術的發展進入了一個新的階段。隨著微電子學、航天和其他新技術的發展,系統的功能、可靠性、抗毀性、準確性、實時性、保密性會進一步提高。隨著數字通信技術、光纖技術、衛星通信技術、分散式資料庫、高級軟體、衛星遙感、高感度感測器等技術的進一步發展和套用,又會出現一些建立在更高技術基礎上的全國和全球性的新式大型電子系統。另外,人工智慧、人-機工程模型和大系統理論的研究,也將給大型電子系統的發展開闢更為廣闊的前景。

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