潜水艦指揮システム

SMCS（潜水艦指揮システム）は、英国海軍のヴァンガード級潜水艦の戦術情報システムおよび魚雷兵器制御システムとして最初に開発されました。現在、このバージョンは英国海軍の現役潜水艦クラスすべてに搭載されています。

1983年にトライデントミサイルシステムを搭載する新型潜水艦を建造するという決定を受けて、英国国防省（MoD）は指揮システムの公開コンペを実施しました。その時点まで、英国海軍（RN）のすべての艦艇と潜水艦には、特注の電子機器と特殊な専用プロセッサを使用して、フェランティ社が構築した指揮システムが搭載されていました。「優先請負業者」ポリシーを優先していたこれまでの慣例から脱却し、このコンペはグレシャム・ライオン（現在はウルトラエレクトロニクス社の一部）とCAPサイエンティフィックのコンソーシアムを率いるグレシャム・CAPという新しい会社が勝利しました。

コンソーシアムは、市販の（COTS）プロセッサをベースにした、主にAdaプログラミング言語で書かれたモジュラーソフトウェアアーキテクチャを備えた新しい分散処理システムを提案した。初期段階のSMCS機器の各セットには、複数のコンピュータノードがある。^[1]システムの中心には、入出力ノード（兵器やセンサーへのインターフェースを提供）と中央サービスノード（高速数値プロセッサーを保持）がある。各中央ノードは、二重モジュラー冗長のフォールトトレラントシステムを作成するために複製されている。ヒューマンコンピュータインターフェースは、多機能コンソールといくつかの追加端末によって提供される。^[2]二重冗長中央ノードは、二重冗長光ファイバーLANを介して互いに、およびコンソールにリンクされている。

ヴァンガード級潜水艦に装備された初期段階の機器では、ほとんどの処理がIntel 80386シングルボード コンピュータによって行われ、各コンピュータには独自の Ada ランタイム環境が備わっています。CAP Scientific は、多数のプロセッサをリンクするための複雑なミドルウェアレイヤーを作成しました。当時、SMCS はこれまでで最大の Ada プロジェクトでした。Ada の先駆的ユーザーとして、SMCS プロジェクトは、Ada コンパイラ、Ada 開発ツールの大規模な使用、および後に Ada 83 として知られるAda プログラミング言語の初期方言の特殊性に関する多くの初期問題に直面しました。

1991年までに、CAP ScientificはSema Groupの一部となり、SMCSプロジェクトはSema GroupとBritish Aerospaceの合弁企業であるBAeSEMAが所有するようになりました。 SMCSがVanguard艇で動作することが証明されると、1990年代初頭に、 Swiftsure級潜水艦とTrafalgar級潜水艦への使用を、これらの艦艇の改良プログラムの一環として拡張することが提案されました。 COTS技術のさらなる採用に対する商業的要望がありました。 SMCSを何らかの形のUNIXに移植するという点でコンセンサスが得られました。 リアルタイムシステムと商用UNIXの両方で豊富な経験を持つSema Groupは、この移植の技術的な実現可能性について懸念を抱いていました。 問題の本質は、SMCSのリアルタイム特性を十分に維持して信頼性を維持する方法で、Adaタスク環境をUNIXプロセスのランタイムモデルにマッピングする必要性でした。 Ray Foulkes 率いる BAeSEMA のチームは、初期段階で使用された分散 Ada アーキテクチャの代替案について徹底的な調査を行いました。さまざまな UNIX バリアントの実行時の動作と、さまざまな Ada コンパイラによって生成されたコードを徹底的に調査した後、プロジェクトでは、 COTSシングルボード コンピュータとして調達できるSPARCコンピュータで実行されるSolarisオペレーティング システムを選択しました。

リスクを抑えるため、このフェーズではコンソールのみが SPARC 上の Solaris に変換されました。中央ノードは初期フェーズの機器と同じ形式のままでした。利点は、この段階では Solaris にデュアル モジュラー冗長性スキームを実装する必要がなかったことです。ただし、プロジェクトでは、エンディアン (Intel アーキテクチャはリトルエンディアン、SPARC はビッグエンディアン) など、Intel と SPARC の混在作業から生じるいくつかの追加問題に対処する必要がありました。

SMCSの発達におけるこれらの段階についての詳細かつ概ね正確な^{[要出典]独立した分析が1998年に行われました。 [3]}

このアーキテクチャは、Intel/SPARC 混合構成でSwiftsureおよびTrafalgar潜水艦に正常に導入された後、英国の新しい攻撃艇であるAstute級潜水艦向けにさらに改訂されました。

アスチュート戦闘管理システム (ACMS) は、SMCS を他のいくつかのサブシステムと組み合わせたものです。^[4] ACMS では、中央ノードも SPARC コンピュータに変換されました。中央ノードと LAN 接続の両方の二重冗長アーキテクチャは、引き続き重要な機能です。コンソールの数は、SMCS の以前のバージョンで提供されていたものより約 2 倍多くなっています。^[5]このフェーズの SMCS は、複数の SPARC ノードで Solaris を実行する、組み込みの二重冗長性を備えた完全な UNIX ソリューションです。

2000年までに、セマグループはBAeSEMAの株式を売却し、SMCSプロジェクトはBAEシステムズによって完全に所有されるようになった。2003年に報告された最後の主要な防衛見直しにおいて、^{[6]英国議会はイギリス海軍の潜水艦の多数の改良に合意したが、ヴァンガード艇やトライデントミサイルシステムへの変更はなかった。}ウルトラエレクトロニクスとのサポート契約に基づいて供給および保守されるSMCS機器は、^[7]ヴァンガード艦隊の耐用年数まで持続すると予想されていた。その他の潜水艦の改良のために実施されていたプログラムは主に新しいソナー機器に関するもので、英国議会によって検討および承認されていた。^[8]

SMCS プロジェクトは、短期間、BAE Systems の合弁会社であるAlenia Marconi Systemsの所有下に入りました。2002 年に、海軍指揮システム用に、SMCS を標準的な PC x86ハードウェア (ただし、堅牢な工業用形式) で実行できるように変換することが提案されました。SMCS プロジェクトは、PC ハードウェアで実行される SMCS として SMCS-NG (「次世代」) の開発を開始しました。計画では、SMCS インフラストラクチャとアプリケーションを変換して、Microsoft Windowsオペレーティング システムで実行できるようにしました。

しかし、一部のソフトウェアエンジニアは不安を抱いていた。2002年4月、マイクロソフトのチーフソフトウェアアーキテクトとして出廷したビル・ゲイツは、米国裁判所に宣誓証言を行った。^[9]ゲイツの証言には、Microsoft Windowsは分離不可能であり、縮小版として作成することはできないという発言が含まれていた。ゲイツの証言のパラグラフ207から223は、Windowsがモジュール方式で編成された構造ではなく、絡み合ったモノリシック構造を持っていることを示唆していた。ゲイツの証言が真実であると仮定すると、これらの「UNIX支持派」エンジニアは、将来の海軍指揮システムの基盤としてMicrosoft WindowsではなくオープンソースのUNIXを使用すべきだと感じ、社内で懸念を広めた。^{[10] [11]}

一部のエンジニアの懸念にもかかわらず、SMCS-NG は SMCS インフラストラクチャとアプリケーションの Microsoft Windows への移植として作成され、一部の評論家はこれを「軍艦用 Windows」と呼んでいます。英国国防省は後に英国議会での質疑応答を通じて、これは Microsoft Windows の低リスクな使用法であると保証しました^{[12] [13] 。しかし、他のサプライヤーの中には別の道を歩んでいるところもあります。アスチュート級潜水艦向けに}タレス アンダーウォーター システムズが供給し、他のクラスにも後付けされる可能性のある新しいソナー 2076のコンソール^[14]は、 Windows ではなくLinux を実行する PC として構築されています。 ^[要出典]

SMCS-NGを社内プロジェクトとして開発したBAEシステムズは、独自に国防省に、オリジナルのSMCS 装置を自社の新しいバージョンに置き換えることを提案した。HMS Torbayでの海上試験の後、国防省はBAEシステムズ^{[15]に、ヴァンガード艦隊を含むほとんどのイギリス海軍潜水艦へのSMCS-NGの改修の契約を授与した。}アダム・イングラム国防大臣は2004年10月に英国議会で、ヴァンガード艦隊をSMCS-NGで稼働するように改修することについては決定していないと述べたが^[16] 、国防省は翌月に契約を締結した。2008年12月までに、現役のイギリス海軍潜水艦はすべてSMCS-NGで改修された。

SMCSの以前のバージョンとは異なり、ソフトウェアは各潜水艦のセンサーと兵器の装備に合わせて構成することを目的とした単一装備リリースとして提供されます。^[17]

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