حاسوب عسكري

تتناول هذه المقالة على وجه التحديد أجهزة الكمبيوتر العسكرية التابعة للقوات المسلحة الأمريكية واستخدامها.

كانت بعض الحواسيب الأولى حواسيب عسكرية. أدت المتطلبات العسكرية المتعلقة بسهولة الحمل والمتانة إلى ظهور بعض أوائل الحواسيب التي تعمل بالترانزستور، مثل AN/USQ-17 عام 1958 ، وAN/MYK-1 ( MOBIDIC ) عام 1959، و M18 FADAC عام 1960 ، و D-17B عام 1962 ؛ وأقدم حاسوب يعتمد على الدوائر المتكاملة، وهو D-37C عام 1964 ؛ بالإضافة إلى أحد أوائل الحواسيب المحمولة، وهو Grid Compass عام 1982. كما أدت المتطلبات العسكرية لحاسوب صغير بما يكفي ليمر عبر فتحة غواصة إلى ظهور AN/UYK-1 .

عادةً ما يكون هيكل الحاسوب العسكري أكثر متانة من هيكل الحاسوب الصناعي. تُغطى معظم المكونات الإلكترونية بطبقة واقية . كما يُعزز الهيكل الداخلي لدعم المكونات، وتُثبت بطاقات التوصيل بشكل فردي لضمان عدم خروجها من مقابسها، ويُثبت المعالج ومشتت الحرارة ، وتُلصق الذاكرة في مقابسها، وهكذا. كل هذا لضمان عدم تحرك أي شيء أثناء الصدمات.

توجد عدة اختلافات بين أجهزة الكمبيوتر العسكرية وأجهزة الكمبيوتر المكتبية أو الاستهلاكية العادية:

• يكلف
• البيئة المقصودة
• التوافر على المدى الطويل
• بنيان
• مجموعة الميزات

التكلفة - عادةً ما تكون أجهزة الكمبيوتر العسكرية أغلى بكثير من أجهزة الكمبيوتر المكتبية/الشخصية. تُصنّع أجهزة الكمبيوتر الشخصية من شركات مثل ديل بكميات كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى انخفاض التكاليف بفضل وفورات الحجم. في المقابل، قد تتطلب البرامج العسكرية عددًا قليلًا من الأنظمة، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف. كما تُصنع أجهزة الكمبيوتر العسكرية عادةً من مواد أكثر متانة، وتتميز ببنية داخلية أكثر قوة، ومراوح تبريد أكثر، ووحدة تزويد طاقة أكثر كفاءة، وما إلى ذلك.

البيئة المُستهدفة – يُصمم الحاسوب المكتبي أو الشخصي للاستخدام في بيئة مُحكمة التحكم، ذات درجات حرارة ورطوبة معتدلة، وبأقل قدر من الغبار. أما الحاسوب العسكري، فيُمكن تصميمه للعمل في بيئات قاسية للغاية، مع درجات حرارة قصوى تتراوح بين -20 درجة مئوية و+65 درجة مئوية، ومستويات رطوبة تتراوح بين 5% و95%، ومستويات عالية من الغبار في الهواء، بالإضافة إلى عوامل أخرى تُؤثر سلبًا على مكوناته. وقد يُطلب منه العمل في بيئات عالية الملوحة، كما هو الحال على متن السفن، أو أن يكون مُصممًا لتحمل الصدمات والاهتزازات العالية، كما هو الحال على متن السفن أو الغواصات. وقد يُخصص الحاسوب العسكري للتركيب على متن الطائرات، وفي هذه الحالة، يجب أن يكون مقاومًا للصدمات وقادرًا على العمل على ارتفاعات عالية في حال وجوده في طائرات غير مضغوطة. وقد يُطلب من الحاسوب نفسه العمل في أفغانستان، وكذلك في ألاسكا، دون أي تغيير في تصميمه.

التوافر طويل الأمد - تستمر البرامج العسكرية لسنوات، وقد يتطلب الأمر استبدال الأجهزة بأخرى متطابقة طوال فترة البرنامج. أما أجهزة الكمبيوتر الاستهلاكية، فتعتمد غالبًا على أحدث التقنيات وأفضلها لتحقيق أعلى أداء ممكن، كما هو مطلوب لتشغيل الألعاب. وقد يُقاس توافر اللوحة الأم في جهاز كمبيوتر استهلاكي بالأشهر بدلًا من السنوات أو العقود. في أجهزة الكمبيوتر الاستهلاكية، وخلال فترة توافر المنتج، ليس من المستغرب أن تختلف جميع المكونات، مثل اللوحة الأم، ومحركات الأقراص، ونظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS)، وبطاقة الفيديو، وغيرها، من جهاز لآخر. وهذا غير مقبول في جهاز كمبيوتر عسكري، حيث تم إعداد وثائق داعمة له، واختبار أنظمته واعتمادها.

بنية الحاسوب – توجد أنواع عديدة من بنية الحاسوب . وأكثرها شيوعًا هو الحاسوب الشخصي (PC) الذي أنتجته شركة IBM. تعتمد العديد من أنظمة الحواسيب العسكرية على هياكل ناقل بديلة قابلة للتوصيل، مثل VMEbus أو Compact PCI . قد لا يدعم الحاسوب العسكري بطاقات التوصيل، وقد يكون مصممًا بشكل مخصص لتطبيق معين، مثل تركيبه على طائرة بدون طيار كطائرة Global Hawk .

مجموعة الميزات - قد يحتوي الكمبيوتر العسكري على ميزات غير موجودة في الكمبيوتر الاستهلاكي مثل الموصلات الدائرية ، ووحدات تزويد الطاقة القابلة للاستبدال السريع، والمراوح القابلة للاستبدال السريع، وميزات اللوحة الأمامية المخصصة مثل شاشات LCD، وما إلى ذلك.

تستخدم القوات المسلحة العديد من الرموز الرقمية لأجهزة الحاسوب وغيرها من المعدات، لتوجيه المشتري العسكري في اختيار التقنية المناسبة لتطبيقه. على سبيل المثال، يشير الرمز MIL-S-901D ^{[ 1 ]} إلى أن الحاسوب قد اجتاز متطلبات الصدمات والاهتزازات لاختبارات محددة خاصة بالتركيب في البحرية. بعض هذه الاختبارات خاص بتطبيقات محددة، مثل اختبار انفجار البارجة، الذي يحاكي اصطدام طوربيد وما يتبعه من صدمة عالية لسفينة مُثبّت عليها الحاسوب. يُعد اختبار البارجة المعيار الذهبي لاختبار الامتثال للرمز 901D. يُجرى هذا الاختبار أربع مرات، وفي كل مرة يتم وضع 60  رطلاً من متفجرات HBX-1 على عمق 24 قدمًا تحت الماء، بدءًا من مسافة 40 قدمًا، ثم 30، 25، وأخيرًا 20 قدمًا. بالإضافة إلى ذلك، تُجرى الاختبارات في وضعية أمامية وخلفية لمحاكاة انفجار في مقدمة أو مؤخرة السفينة، وعرضية لمحاكاة انفجار بجانبها.

تشمل المتطلبات الشائعة الأخرى معيار MIL-STD-810 لاختبارات البيئة، مثل درجة حرارة التخزين والتشغيل ، والرطوبة، ورذاذ الملح، والأوساخ، وما إلى ذلك. كما يُعدّ معيار MIL-STD-461 مواصفة شائعة أخرى للتوافق الكهرومغناطيسي . وهناك مواصفات خاصة بجودة التصنيع، والأسلاك، والتغليف، وما شابه، يجب أن تستوفيها أجهزة الكمبيوتر العسكرية.

للمزيد حول المعايير والمواصفات العسكرية، تفضل بزيارة موقع Defense Standard .

لمواجهة تحديات الدفاع عن الشبكة السيبرانية الأمريكية، اتخذ الجيش الأمريكي خطوات لتحسين أمن الأجهزة المتصلة بشبكات المعلومات التابعة لوزارة الدفاع. ووفقًا لقيادة الفضاء السيبراني الأمريكية ، "تتطلب التهديدات السيبرانية مناهج جديدة لإدارة المعلومات وتأمينها وضمان قدرتنا على العمل". ^{[ 2 ]}

يجب أن تتوافق جميع الحواسيب العسكرية مع أحدث معايير FIPS 140 ( FIPS 140-2 ) التي تحدد أحدث متطلبات وحدات التشفير على الأجهزة المستخدمة في جميع أنحاء الحكومة الأمريكية. ^{[ 3 ]} وسيتناول معيار FIPS 140-3 ، قيد التطوير حاليًا، متطلبات جديدة لمواجهة التهديدات القائمة، بما في ذلك أمن البرمجيات ومستوى إضافي من الأمان.

لمعالجة المخاطر المرتبطة بتزايد انتشار الأجهزة المحمولة التجارية، حدد تقرير صادر عن المفتش العام لوزارة الدفاع الأمريكية في مارس 2013 التحسينات اللازمة لتتبع وتكوين هذه الأجهزة بما يتوافق مع معايير الجيش. ويشير التقرير إلى وجود ثغرات في تتبع وتعقيم أكثر من 14000 جهاز محمول تجاري، موصيًا بسياسة واضحة وشاملة تتضمن متطلبات الإبلاغ عن جميع الأجهزة المحمولة التجارية المشتراة ضمن البرامج التجريبية وغير التجريبية وتتبعها. ^{[ 4 ]}

كان تقدم تكنولوجيا الحواسيب الصغيرة في التطبيقات العسكرية بطيئًا في البداية بسبب المخاوف الأمنية وقدرتها على الصمود في البيئات القاسية ومواجهة أسلحة العدو. لم تكن التكنولوجيا القائمة على الحواسيب الشخصية في القرن العشرين قوية بما يكفي لتحمل ظروف القتال والبيئات القاسية.

تشمل المخاطر في الميدان الماء والمواد المسببة للتآكل، والرمال والرياح، ودرجات الحرارة القصوى، والصدمات والاهتزازات العالية، وانقطاعات الطاقة، والحساسية لإشعاع EMI/RFI، وما إلى ذلك. كما أن واجهة المشغل كانت معقدة، ومعظم أنظمة التشغيل لم تكن سريعة في التشغيل، أو سهلة التعلم والاستخدام في حالات الضغط.

في العقد الماضي، أدت التحسينات في التصميم وواجهة المستخدم إلى فرض استخدام تقنيات الحواسيب الصغيرة في المجال العسكري. بعض هذه التحسينات مستمدة من الحوسبة المنزلية والتجارية، بينما استُمدت أخرى من الحوسبة الصناعية، حيث عُدّلت تصاميم بيئات مثل المناطق الخطرة من الفئة الأولى في استكشاف النفط والغاز لتناسب بيئات الجيش والبحرية.

• لقد حسّنت الحاويات المغلقة المصنوعة من مواد مثل الألومنيوم المصبوب مع المغنيسيوم من مقاومة البيئة للملوثات والمخاطر، بما في ذلك أسلحة الانفجار الكهرومغناطيسي.
• لقد أتاحت تصميمات وحدات المعالجة المركزية منخفضة الحرارة إمكانية استخدام حاويات محكمة الإغلاق حتى في بيئات مثل الصحراء أو عرض جناح جسر السفينة تحت أشعة الشمس المباشرة.
• لقد ساهمت التطورات مثل ذاكرة الفلاش في القضاء على الأجزاء المتحركة وتقليل الأعطال الميكانيكية.
• لقد حسّنت برامج نظام التشغيل الأبسط والأكثر فعالية واجهة المستخدم وسرعة التنفيذ، مع تقليل أعطال نظام التشغيل.

شهدت السنوات العشرون الماضية قبولاً واسعاً لتكنولوجيا الحواسيب الصغيرة في المجال العسكري، ومن المرجح أن يزداد هذا القبول بشكل كبير. وقد تعززت الثقة في قدرة المعدات على تحمل ظروف القتال والبيئات القاسية. والأهم من ذلك، أن القتال الحديث أصبح يعتمد على السرعة. فالأسلحة الأسرع والأكثر تطوراً من الناحية التكنولوجية تُظهر قدرة على توجيه الضربة الأولى في المواقف القتالية الحالية، وهو ما من شأنه أن يشجع على المزيد من دمج تكنولوجيا الحواسيب في الأنظمة المستخدمة في القوات المسلحة البريطانية مستقبلاً.

فرضت فروع مختلفة من الجيش أن تعتمد الأنظمة المستقبلية على تقنية العميل الصفري أو العميل الخفيف . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

• كمبيوتر متين
• معالجات تشفير آمنة
• حاسوب بيانات السلاح