软件定义的系统将成为未来设计的一个关键特性，现在海军正在考虑实现这种拓扑结构。硬件系统面临什么问题，什么是软件定义的系统，海军希望如何利用软件定义的系统？

硬件与软件

自从第一代计算机系统的发展以来，硬件和软件一直是齐头并进的。不仅两者都需要对方，而且每种改进的能力都依赖于对方。然而，有时硬件和软件都没有得到适当的利用，从而导致系统效率低下。

当涉及到在一场战斗中使用硬件和软件时，每一个都有自己的优点和缺点，这就是为什么它们能很好地互补。一个完全由硬件定义的系统很可能是最快和更有效的系统，因为底层电路只需执行特定的任务。所有的硅和印刷电路板空间都被专用于只需要的元件，然而，这意味着全硬件解决方案只能执行一项任务，因此如果需要更改协议或方法，则几乎不可能升级。

使用软件来定义系统具有最大的灵活性，允许定义任何系统。它还有一个优点，可以快速更改和更新，使其保持最新状态。然而，软件的缺点是它通常比硬件定义的系统慢得多，因此需要高端硬件才能可靠地工作。

硬件面临哪些挑战？

如前所述，硬件的一个主要缺点是很难更新和更改。即使在容易修改的情况下，连接不同硬件的底层基础设施也可能需要升级，这可能导致非常昂贵的硬件大修。

移动网络就是一个很好的例子，移动技术包括2G、3G、4G和5G的不断变化。每次引入新的蜂窝技术，底层基础设施都无法处理新的协议。结果是需要进行大量的改进，更换硬件，增加硬件—所有这些都是昂贵的。

什么是软件定义的系统？

软件定义的系统是一个系统的底层机制是在软件中定义的，而不是硬件。虽然有些人认为软件是代码，但它也可以是运行在可配置硬件（如FPGA）上的硬件。这样的系统在软件中定义了它的功能，使得它可以很容易地随着时间的推移而改变和升级，并且在对系统进行改进时只需要对硬件进行最小的调整。附加功能也可以集成，可以与附加的外围设备一起工作。

软件定义的系统将变得重要的一个例子是汽车工业。传统上，汽车是由许多独立运行的模块和硬件组成的；但软件定义的汽车将把所有东西连接在同一个网络上，并允许中央控制系统与所有连接的硬件（几乎与个人电脑相同）进行交互。从那里，随着软件升级，新功能可以添加到汽车上，这些功能甚至可以作为订阅服务的一部分，作为汽车公司的另一种收入来源。

为什么海军转向软件定义系统？

然而，软件定义系统的使用不仅仅局限于汽车和网络行业；美国海军也在考虑实施软件定义的系统。军队面临的最大挑战之一是需要不断地站在技术的前沿，在一个威胁也在变化的世界里，发现新威胁的能力至关重要。

现代海军舰艇具有一定的适应性，可以装备新的防御和探测系统。但面临的一个主要挑战是一个不容易改变的领域：船体。升级海军舰艇上的网络系统通常需要对船体进行改装，这不仅成本高昂，而且会使舰船停止使用，而且随着新威胁的出现，更换底层硬件变得过于艰巨。因此，美国海军的IT专家们正在寻找软件定义的网络，以允许可升级的系统，使船舶计算机能够轻松地连接到新的硬件上。但是，软件定义的网络并不是海军正在研究的唯一领域；基于同样的原因，软件定义雷达也在开发中。软件定义的雷达可以在飞行中进行更新和修改，以检测新的威胁，而无需对底层硬件进行更改。