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1、 第 5 讲教案题 目指挥自动化系统的关键技术本讲计划学时2对应教材章(课)节第三章教 学 目 的了解指挥自动化系统的相关技术：计算机技术、网络与通信技术及辅助决策技术。教学进程序号本讲主要环节（内容）时间(分)一引言5/100二计算机技术30/100三网络与通信技术30/100四辅助决策技术30/100五本讲总结5/100说明时间段尽量不要跨课间。计时方法：单元时间/累计时间板 书 设 计第五讲 指挥自动化系统关键技术一、计算机技术（一）数据库技术（二）语音识别与图形、图像处理技术（三）多媒体技术（四）文电处理技术（五）软件工程技术（六）高速并行处理技术（七）建模与仿真技术二、网络与通信技术
2、（一）网络体系结构1、开放系统互连/基本参考模式2、TCP/IP协议（二）异步传输模式（ATM）（三）通信技术1、数字通信和程控交换技术2、光通信技术3、卫星通信技术三、辅助决策技术（一）概述1、辅助决策的目标2、辅助决策的基本特点3、支持技术（1）专家系统（2）神经网络（3）军事运筹（二）辅助决策系统软件结构（三）辅助决策系统开发和设计第五讲 教案教学内容、方法、手段设计及教学重点、难点分析本节课设计的整体思路：了解指挥自动化系统的计算机技术、网络与通信技术以及决策支持技术等。本节课的重点与难点：重点：难点：本节课的教学方法和手段：授课时采用多媒体和板书相结合的教学手段，使抽象的数学内容更加
3、形象、直观、生动。一、计算机技术（一）数据库技术1、概述介绍数据库技术的发展及作用。数据库的研究范围目前已经非常广泛，可分成以下三个主要领域：（1）数据库管理系统软件；（2）数据库应用系统设计；（3）数据库理论。2、军用数据库应用系统的主要特点（二）语音识别与图形、图像处理技术语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作。语音识别在指挥自动化系统中有着广泛的前景，主要是指系统能够自动接收处理语音情报和语音命令。计算机语音识别过程与人对语音识别处理过程基本上是一致的。目前主流的语音识别技术是基于统计模式识别的基本理论。一个完整的语音识别系统可大致分为三部分：语音特征提取
4、、声学模型与模式匹配（识别算法）、语言模型与语言处理。计算机图形处理技术是用计算机对数据和图形显示进行相互转换的方法和技术，它研究图形的输入、模型（图形对象）的构造和表示、图形数据库管理、图形数据通信、图形的操作、图形数据的分析，以及如何以图形信息为媒介实现人-机交互的方法和技术。计算机图像处理技术是使用计算机对图像进行一系列加工，以达到所需的结果、图像处理一般指数字图像处理。在指挥自动化系统主要是对红外跟踪设备等产生的图像进行处理。指挥自动化系统中的图形主要包括地图和态势图，它是指挥员制作指挥预案、进行指挥作战的基本工具和主要手段。图形处理系统的主要任务是为指挥决策、作战、训练、后勤保障提供
5、所需的数字地图、地理信息、态势图及它们的相应生成与处理技术，并解决地图与态势图的输出、显示与传输等一系列问题。数字地图和态势图处理技术主要包括数字地图生成、数字地图库（管理）及地理信息系统、态势标绘态势图管理以及态势图处理与传输等，并可以以地图和态势图系统为依托进行应用开发，实现指挥作战目的。这三项技术是密不可分的，前一项技术是后一项技术的条件，而后一项技术又是前一项技术价值的体现。（三）多媒体技术多媒体信息处理技术是对文字、数据、图形和声音等多媒体的信息进行综合处理的技术。它可使C3I系统的信息处理能力得到明显增强，使系统可对文字、数据、图形和声音等多种形式的信息进行综合处理、显示、使用，一
6、定程度上实现系统内的人机对话，是系统具有某些智能化的效果。在C3I系统中使用的多媒体技术，包括多媒体信息处理技术（多媒体计算机技术）和多媒体信息传输技术（多媒体通信技术）两个方面。多媒体信息传输技术是使一个通信线路或系统同时具有传输文字、数据、图形和声音等多种信息能力的技术。（四）文电处理技术文电处理系统（MHS）是建立在计算机网络上的新一代综合通信与信息处理系统，他可以提供多种业务，包括电子邮件、文件传递、EDI、传真存储转发、图形、数字话音等。MHS采用存储转发机制，是一种快速、高效、安全、可靠地集文书处理、数据库管理、计算机网络以及通信技术为一体的信息传输处理手段，提供了不同通信设施（包
7、括军用长话网、军用数据网以及局域网等）、各指挥工作台之间互相交换信息的手段，保障各级指挥所能够及时、准确地实施指挥控制。文电的内容除包括一般文字信息外，还包括图形、数据在内的多种综合信息，以传递作战指挥命令、情报、作战态势以及各种数据库信息，适用于战时和平时。文电处理系统建立在开放系统互连参考模型（OSI）的第七层应用层上，为用户计算机提供第七层的应用接口和工作平台。文电处理系统体系结构可通过功能模型、信息模型、操作模型等三个抽象模型来加以描述。它们分别从不同的角度对MHS的体系结构进行了抽象定义和描述。（五）软件工程技术在指挥自动化系统工程建设中，应用软件的开发工作占了很大比例采用软件工程技
8、术可以提高指挥自动化系统应用软件的开发效率和质量，为指挥自动化系统的成功设计提供保证。软件工程技术源于软件开发的实践，是在解决与挽救软件危机中，经历了程序设计、程序系统和软件工程三个阶段的发展而形成的。同时，随着软件生产的系列化、产品化、工程化和标准化的软件产业的兴起，软件工程又成为指导软件开发实践的理论根据和支撑软件产业的理论依托。软件工程的实质就是要摆脱“小作坊”式的软件生产方式，依据系统工程原理，进行工程作业，加强软件计划、技术和质量管理，从而达到软件开发行为规范、软件测试有效和软件文档齐全，最终保证软件产品安全可靠的目的。软件工程技术主要包括以下四个要素：软件工程的理论和技术、软件工程
9、的标准和开发规范、软件工程的工具与开发环境、软件工程的组织与管理。（六）高速并行处理技术高速并行处理技术利用具有并行处理功能的软件，可以大幅度地提高信息处理的速率。它所包含的技术内容有高性能计算机系统、高级软技术与算法以及高性能的网络技术。高速并行处理技术可大大提高各种武器系统、指挥控制系统和多层分布式系统（如与指挥控制系统相结合的武器系统）的性能。近年来并行处理技术已成功地应用于军事系统，例如，并行处理技术可以用于指挥控制系统、武器控制系统、雷达多目标信号处理、人工智能、作战模拟、可以使用大规模并行处理机队侦察卫星和气象卫星拍摄的照片进行图像增强处理。（七）建模与仿真技术1、系统建模与仿真的
10、概念（1）系统建模的定义人们将研究对象（客体）看成一个系统，对所研究系统通过类比、模拟或抽象手段建立起各种模型，称为系统建模。所建立的模型称为系统模型或简称模型。数学模型是那些利用数学语言来模拟系统的一类模型。系统建模从狭义上说，可以理解为对实物、设计结构或设想事物按缩小或放大尺寸、结构层次、表现形态、时间进程或其他特征制成仿真体的过程。这个仿真体就是系统的模型。系统工程和控制论中的建模则是广义意义上的，它是对一切可控系统按其最本质的特征，根据总体最优化的目标，对其进行物理抽象和数学抽象的过程。（2）系统仿真的定义目前，比较流行于工程技术界的技术定义是系统仿真是通过对系统模型的实验，研究一个存
11、在的或设计中的系统。简言之，系统仿真是对系统动态模型的实验。即在仿真中，系统的动态模型在某些实验条件下被行为产生器驱动产生模型行为。2、应用建模仿真技术在指挥自动化系统中的应用主要表现在两个方面：一是用于系统的需求分析、设计、开发和建设；二是用于系统的作战模拟。二、网络与通信技术（一）网络体系结构1、开放系统互连/基本参考模式ISO提出了开放系统互连/基本参考模式（OSI/RM），建立计算机网络在概念和功能上的框架；确立OSI的层次模型和子系统的功能；其次定义各个子系统提供的功能；第三确保子系统功能定义OSI协议规范，包括确定语法、语义和时序。OSI的层次定义为七个层次，自下而上分别为：物理层
12、、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。2、TCP/IP协议因特网是目前世界上覆盖范围最大的、开放的、由众多网络互连而成的计算机互连网（LAN、MAN、WAN）。因特网的体系结构也称为TCP/IP（传输控制/互连网络）协议集。（二）异步传输模式（ATM）ATM技术也称为信元交换或快速分组，它利用交换技术实现一对一直接连接，以独占方式传输数据，并能同时进行多个连接传递；各连接的速率可以不同，以充分利用网络带宽。ATM是唯一能同时传送数据、声音和视频信息的网络技术。1、ATM网络技术的基本要素2、ATM网络的层次结构3、访问方法4、ATM网间互连（三）通信技术通信技术是直接运用于通信
13、领域的技术的统称。它是一个非常复杂的技术综合体，涉及到通信、电子、计算机、航空航天、光学及材料学等众多学科领域，是现代科学技术较为集中的领域，也是 发展较为迅速的技术领域之一，通信技术分类也较为复杂，按通信手段分，通常包括：有线电通信技术、无线电通信技术、光通信技术等；按通信业务分，通常包括：电话通信技术、电报通信技术、图像通信技术、数据通信技术和计算机通信技术等。通信技术的发展将是科学技术进步的重要标志，科学技术的最新成果往往首先是通信技术或是运用于通信领域的技术。在本节中我们主要介绍数字通信和程控交换技术、光通信技术、卫星通信技术及野战综合通信技术。1、数字通信和程控交换技术（1）数字通信
14、技术（2）程控交换技术2、光通信技术光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，它具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。光波按其波长长短依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光，它们和可见光一样可用来传输信息；按光源的特性可分为激光通信和非激光通信；按传输媒介的不同，分为有线光通信和无线光通信（也叫大气通信），3、卫星通信技术三、辅助决策技术辅助决策系统实际上是一个软件包，基本上由数据库、模型库和人机交互接口三部分组成。在军兵种指挥控制系统中，有多种辅助决策系统，每种
15、系统的功能有所不同。（一）概述1、辅助决策的目标（1）为指挥员提供实时战场态势和非实时情况信息；（2）提供态势要素、威胁要素、决策要素的分析估计结果，为指挥员提供决策依据；（3）提供多个备选方案，供指挥员决策时选择；（4）具有人机交互决策能力。这四个目标实际上体现了辅助决策的四个等级。2、辅助决策的基本特点（l）实时性；（2）科学性；（3）可扩充性；（4）人机交互性。3、支持技术（1）专家系统专家系统实质上是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域的问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它利用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，做出决策建议，实现辅助决策。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。专家系统的关键技术是知识的表示、获取和运用。难点
