1 美国军用软件发展情况 赵鹏 通信一团技术室
摘 要 随着以信息技术为核心的高新技术的迅猛发展，军用软件在装备建设中的
地位日益重要，武器装备体系中软件的含量与水平已经成为其信息化程度的主要标志。在经过深入、系统研究的基础上，本文重点分析了美国军用软件发展特点和经验教训。 关键词 军用软件 共性软件 软件能力成熟度模型 软件/系统过程改进
军用软件是指适合军事领域应用的、能够完成特定功能的软件集合。军用软件通过控制计算机和网络系统完成规定的信息处理程序，为装备发展、作战行动、战备保障、教育训练等在内的军队建设和军事活动提供技术支持。军用软件主要包括军用共性软件和军用专用软件，其中军用共性软件提供核心服务、基础服务和公共应用支撑服务；军用专用软件则在军用共性软件的支撑下完成专门的军事使命。 随着计算机技术的飞速发展和战争信息化程度的不断提高，军用软件已成为多种武器装备的重要组成部分，武器装备体系中软件的含量与水平已经成为其信息化程度的主要标志。加强军用软件开发应用，事关我军武器装备信息化建设的大局，值得高度关注。
1.军用软件对武器装备建设的影响 军用软件已经渗透到军事应用的各个方面，成为武器装备及其体系中不可或缺的组成部分，在某种程度上，其发展与应用水平，代表着一个国家的装备实力。军用软件对武器装备建设的主要影响有以下几方面：
1.1军用软件是构筑信息化装备体系的关键 当前，信息化的装备体系已成为战争制胜的物质基础。构筑信息化的装备体系决不是各种装备硬件的简单累加和堆砌，也不能只是各种武器装备和系统 2
之间的物理连通，而是通过军用软件的控制，使各种信息按照作战需求有序地流动，满足体系内各部分之间的互连、互通、互操作的要求，实现不同武器系统的功能互补和协同行动。因此，军用软件已成为构筑信息化武器装备体系的关键。
1.2军用软件是信息化武器装备的灵魂 随着信息技术的迅速发展，各种电子信息部件大量嵌入武器系统，使其信息化程度不断提高。各种软件已按照新研、重用、移植以及集成的方法，通过嵌入式系统大量运用于C4ISR系统、自动化信息系统和武器系统，以完成对其进行自动化控制的目的，实现系统各部分的正常运行以及部分之间的协调运作。同时，借助军用软件改善人机关系，使以前必须手工操作，甚至无法实现的功能，以自动化、智能化的方式高效、快速、准确地完成，大大增强了作战人员对武器装备乃至整个体系的操控能力，提高其作战效能。
1.3军用软件是武器装备信息化改造的高效途径 在已有装备上加装电子信息部件进行信息化改造，已成为提高武器装备作战效能的主要途径。嵌入武器装备的军用软件，已成为信息化改造的重要组成部分。随着信息技术的发展，部分武器装备的升级换代已脱离了硬件变更的模式，转而主要依靠软件改进。利用软件技术对装备进行信息化改造，不仅能大大提高其作战能力，还具有代价小、速度快、收效好的优点。根据有关报道，采取以软件技术改造装备费用节省1/3到1/2，周期缩短一半以上。
1.4军用软件是提高武器装备研发水平的必备手段 现代武器装备的研究、设计、定型、验证及评估等各个环节离不开计算机辅 3
助设计、计算机辅助制造、数控机床、建模与仿真等系统，而这些系统都要依靠软件的支持。因此，军用软件的发展直接影响到武器装备的研发水平。据称，美国B－2隐身轰炸机的研制、定型和生产过程中，有90%以上的工作是由计算机直接或辅助完成的。
2.美国军用软件的发展特点
2.1军用软件的投资力度大，产业基础雄厚 据美国软件生产率研究所（SPR）统计，由于开发规模世界领先，美国的军用软件总量超过了紧随其后的俄罗斯、中国、德国、英国和法国5国的总和，主要表现在两个方面：一是投资力度大。1979年，美国军用软件投资达91亿美元，约占国防预算的7%，到2002年总投资达400亿美元左右，约占国防预算总额的11%。二是产业基础雄厚。美国生产军用软件的公司总数超过5000家，其中一些骨干公司具备非常强的开发实力，如波音、洛克希德-马丁和雷声等公司聘用的软件人员均超过5000人。而且美国军用软件的从业人员数量多、水平高。目前美国从事军用软件工作的总人数超过37万人，是世界之最。
2.2军用软件开发能力强、质量高，提高速度快 军用软件的开发水平主要体现在软件的复杂程度和质量上，其中软件的复杂程度可用源代码行数（或功能点及存储字）来衡量，软件质量则一般表现为清除软件缺陷的能力。美军的军用软件开发水平高，主要表现在：一是开发复杂软件的能力强。2001年，美军软件开发能力达到100万～500万行代码，如今正在研究大于1000万行代码（约10万个功能点）的开发能力。二 4
是软件质量高。美军一般军用软件项目的缺陷清除效率约为95%，武器系统软件的质量更高，缺陷清除效率可达99%。。 随着美军信息化程度的不断深入，美国军用软件开发水平将继续迅速提高，突出表现在以下几个趋势：一是开发大规模、高难度软件的能力继续提高。从60年代起，美国空军和国家宇航局(NASA)软件系统的规模呈线性增长，30年间，在导弹、飞机、航天器领域几乎提高了近百倍。美军预测，软件的规模将从1995年的1亿个存储字（1亿条指令）扩大到2035年的100亿个存储字。二是开发周期不断缩短，开发成本不断降低。美国海军已在《海军和海军陆战队2000～2035》报告中提出，将军用软件每个功能点的开发成本将从2000年的800美元降至2020年的200美元和2030年的100美元左右。2000年美国防科学委员会提出，军用软件的开发周期不能超过18个月。三是重点提高军用软件开发技术手段的自动化、智能化程度。美国防部在2002年的《国防科学技术领域计划》中把（软件）系统的设计和改进作为重要的研究领域，制定了近、中、远期阶段性目标，提出了今后重点投资发展的技术项目，并计划通过技术发展到2005年实现以下目标：软件开发成本下降40%～60%；软件的缺陷率减少90%；开发周期减少25%～50%；软件维护费用节省60%。
2.3军用软件应用范围广，功能强 武器系统电子信息含量及军用软件开发水平的不断提高，推动着美国军用软件应用水平不断上升，军用专用软件和军用共性软件都有迅速发展。 军用专用软件在武器装备中的应用越来越广泛，规模不断扩大。美军专用软件的发展水平突出表现在嵌入式软件和C3I软件两方面：一是嵌入式软件。1998财年美军武器系统嵌入式软件的投资达240亿至320亿美元。目前，美军“海狼”级潜艇上的AN/BSY综合作战系统软件耗资14亿美元，源代码总量达460万行。而且除了广泛嵌入平台，嵌入式软件还在向单兵武器和弹药 5
扩展，甚至下一代武器的“子弹”中将嵌入2000行的Ada编码。二是C3I软件。20世纪90年代以来，全球指挥控制系统（GCCS）的软件开发成功，标志着C3I软件迈上了一个新台阶。1995年GCCS 软件2.0版的应用基本实现了各军种C4I系统的互连、互通和互操作；1997年采用联合作战规划与实施系统(JOPES)软件后，GCCS具备了支持联合作战的能力；2002年GCCS软件升级到5.0版本后具有了情报分析能力以及与盟国的互操作能力；2003年升级到GCCS-J6.0/6.2版本后，实现了SR与C4I系统的集成，形成了名符其实的C4ISR系统。在某种程度上可以说，是C3I软件的不断发展推动了美军C4I系统的一体化进程。 军用共性软件成为美军构建信息化装备体系的基石。美军军用共性软件发展水平的代表是国防信息基础设施公共操作环境（DII COE），目前已发布了DII COE5.0版。目前，美国防部已有100多个软件系统的开发采用了DII COE，其中全球指挥控制系统和全球作战保障系统（GCSS）的软件部分的采办在采用了DII COE后，不仅顺利地完成了研制，并实现了两个系统的互操作。因此，DII COE已成为美军不同装备、不同系统之间实现互通、互联、互操作的依据。
3.美国军用软件开发的经验和教训 美国军用软件的发展也并非总是一帆风顺，其生产率和质量无法满足军事要求、项目预算严重超支、甚至项目中途下马的事例也屡见不鲜。美国国防部认真分析了军用软件发展过程中暴露出的问题，并采取了相应措施，取得了较好的成效。其主要经验教训包括：
3.1建立统分结合的军用软件组织管理架构，健全相应法规和标准 美军在长期的软件发展过程中认识到，完善的管理体制和健全的法规标准是 6
加强军用软件发展的前提，因此建立了以国防部为核心的多层结构模式。国防部主管科学与技术的副国防部长帮办(DUSD(S&T))下设软件密集型系统主任办公室，直接负责软件系统事务高层管理，各军种也相应成立了军用软件管理和开发部门。此外，美军还设立了公共保障服务机构，为国防部和各军兵种的软件项目提供技术支持、指导和监督。 美军出台了许多软件方面的法规和标准，对技术、管理、投资、评估和软件研发全局等重要问题做出具体规定，从整体上规范和指导军用软件的开发和采办。如国防部5000系列指令，国防部标准STD-2167、490，以及2003年7月新颁布的美国军用标准MIL-STD-498等。为适应软件技术的快速发展特点，美军还坚持对法规和标准不断改进。
3.2加大需求分析力度，降低软件开发成本 完善的需求是产生正确的产品描述、精确的成本和时间估算、交付最终符合用户需求产品的前提。如果需求研究不完善，随后开发过程中的损失将成倍增加。为此，美军积极采取措施提高需求研究水平，例如在5000系列指令中强制推行螺旋式软件的开发方法，以加强需求研究与软件设计工作交流；同时在需求研究中，科学规范获取、分析、记录、确认、溯源与变更等需求开发与管理步骤，提高需求工作质量，降低软件的开发成本。
3.3优化体系结构，提高软件的可重用性 美军发现，优化体系结构对软件开发水平有巨大的提升作用。例如美军曾对一个5万行规模的军用软件加入3千行源代码进行对比研究，发现体系结构优化后，开发费用降低一半、时间缩短三分之一、相对出错率降低了10倍。20世纪90年代以来，美军主要从两个方面推进软件体系结构的优化：一是实施“开发适用可靠系统的软件技术”计划，在各军种建立基于体系结构的软