calculatoare hibride Sunt echipamente care prezintă particularități ale mașinilor analogice și digitale. Dispozitivul digital este utilizat pentru a controla și rezolva operațiuni logico-aritmetice, în timp ce dispozitivul analogic este folosit ca un rezolvator de ecuații diferențiale..
În general, o soluție aproximativă de ecuații complexe se obține folosind metode numerice iterative, care necesită un număr mare de iterații, în funcție de cât de bună este „semința” inițială a valorii finale și de câtă precizie se dorește..
Echipamentele analogice sunt de obicei uimitor de rapide, deoarece pot rezolva ecuații extrem de complicate cu viteza cu care se deplasează semnalul prin circuit, care este o porțiune respectabilă a vitezei luminii..
Cu toate acestea, precizia computerelor analogice nu este bună, fiind limitată la trei sau maximum patru cifre de precizie..
Pe de altă parte, echipamentele digitale sunt fabricate astfel încât soluția ecuațiilor să fie adusă la o precizie aproape exactă, deși mult mai lentă în comparație cu computerele analogice..
Astfel, pentru multe operații în timp real, aceste calcule digitale sunt prea lente pentru a fi utile, dar nici precizia unui computer analog nu este suficientă. De aici și importanța computerelor hibride.
Indice articol
Aceste computere se bazează pe un sistem informatic care se potrivește cu dispozitivele analogice cu cele digitale.
De obicei, componentele analogice ale computerului operează calcule matematice complexe. Componentele digitale sunt responsabile atât pentru operațiunile logice și aritmetice, cât și pentru a fi utilizate pentru controlul sistemului.
În cazul unui supercomputer, acesta corespunde unei combinații de mașini capabile să proceseze semnale digitale și analogice. Un computer hibrid oferă o metodă adecvată pentru efectuarea de simulări extrem de complexe.
Prin crearea acestui tip de computer încorporat, avantajele computerelor analogice și digitale sunt disponibile imediat..
Un computer hibrid este extrem de rapid atunci când vine vorba de rezolvarea ecuațiilor, chiar dacă calculele sunt extrem de complexe. Acest lucru se datorează prezenței componentelor analogice esențiale pentru proiectarea echipamentului.
Prin urmare, computerul hibrid poate rezolva ecuații cu aceeași capacitate ca o mașină analogică. În plus, elementele digitale servesc pentru a exclude unul dintre principalele dezavantaje ale unui dispozitiv complet analog..
În termeni comparativi, gama de precizie într-un computer analog este limitată, în timp ce precizia cu un computer digital este mult mai mare..
Odată cu integrarea elementelor care fac posibilă pentru un computer digital să depășească cu mult trei sau patru cifre de precizie, calculul hibrid permite gestionarea ecuațiilor mult mai rapid decât numai cu opțiunea digitală..
Cu alte cuvinte, calculul hibrid oferă atât viteză cât și precizie, eliminând necesitatea ca utilizatorul să se mulțumească doar cu un computer digital sau analog..
Echipamentele hibride sunt destinate în esență aplicațiilor tehnice în care sunt tratate nu numai date discrete, ci și continue. Adică permit prelucrarea acestor două tipuri de date.
Atât computerele analogice, cât și cele hibride sunt computere pentru un anumit scop, iar aplicațiile lor sunt definite anterior la momentul proiectării lor..
Pentru un laptop, termenul „computer hibrid” este utilizat pentru a se referi la un PC 2-în-1. Acest tip de PC este alcătuit dintr-un ecran și tastatură detașabile, combinând astfel funcționalitatea unui laptop și a unei tablete..
Aceste computere hibride au puterea unui computer și în plus, prin deconectarea tastaturii, au portabilitatea unei tablete.
De exemplu, acest computer hibrid ar putea fi folosit pentru a efectua sarcini cu el în timpul zilei și apoi prin separarea ecranului pentru a putea să vă bucurați de el în navigarea pe pat pe Facebook și Instagram.
Au fost utilizate pe scară largă din anii 1960 până la mijlocul anilor 1980. Aveau câteva sute de amplificatoare operaționale..
Au rezolvat seturi extrem de complexe și extinse de modele matematice ale ecuațiilor diferențiale.
De exemplu, zborul spațial cu șase grade de libertate, cinetica reacțiilor chimice exoterme, sistemele de control pentru fabricile de procesare a alimentelor și sistemul imunosupresor uman..
Sunt computere care au caracteristica de a putea folosi diferite aplicații sau de a putea rezolva numeroase tipuri de probleme.
Multe dintre aceste tipuri de calculatoare hibride erau la un moment dat sisteme cu destinație specială, fiind computere hibride cu fracțiune de normă, unde rezultatul putea fi obținut cu o anumită viteză..
Acestea includ programe statice care nu pot fi ajustate. Acestea sunt de obicei încorporate în sisteme fizice care sunt utilizate în mod obișnuit ca simulatoare de subsisteme, controlere de funcții sau analizoare de ieșire..
De exemplu, computerul pneumatic utilizează burdufuri și duze pentru a genera funcții precise de multiplicare, divizare sau rădăcină pătrată a semnalelor de intrare, codificând datele ca presiuni ale aerului..
Aceste computere au o viteză enormă de calcul datorită configurației oferite de sistemul analogic. Acest lucru este destul de util atunci când se caută rezultate numerice pentru ecuații diferențiale, ca în cazul simulării zborului.
În aceste scopuri, sistemele analogice au fost utilizate deoarece sunt mai rapide decât computerele digitale, oferind soluții în mai puțin timp. Cu toate acestea, acuratețea acestor rezultate a fost discutabilă..
Astfel, un computer hibrid facilitează rezultate rapide și precise, fiind de o utilitate imensă atunci când încercăm să rezolvăm ecuații complexe în timp real și este esențial să obținem rezultatele instantaneu.
Rezultatele obținute cu echipamente hibride se dovedesc a fi mult mai exacte și mai profitabile decât cele ale mașinilor anterioare. Acest lucru se datorează componentei digitale a computerului hibrid.
Cu computerul hibrid, valorile „seed” sunt generate rapid, deși fără a fi precise din punct de vedere matematic, deoarece această valoare este atinsă cu front-end-ul de calcul analogic..
Această valoare este trimisă front-end-ului digital, care printr-un proces iterativ obține o semință numerică precisă. Timpul total necesar pentru calcularea acestei valori precise este mult mai mic decât utilizarea unui computer numai analog sau digital.
Valoarea unui computer hibrid este ușor de văzut atunci când este nevoie să gestionăm ecuațiile în timp real.
Așa cum un dispozitiv strict analogic ar oferi returnări rapide care nu sunt în totalitate exacte, iar un dispozitiv digital ar oferi răspunsuri mai exacte care ar dura mai mult timp pentru a calcula, abordarea hibridă permite răspunsuri acum mai degrabă decât mai târziu..
Aceste răspunsuri sunt, de asemenea, mai detaliate și mai utile decât răspunsurile rapide oferite de echipamentele analogice..
În timpurile mai moderne, procesoarele digitale de semnal au înlocuit nevoia de computere hibride.
Este important să se ia în considerare faptul că un adevărat computer hibrid nu este pur și simplu un sistem hibrid. Calculatorul hibrid este construit cu componentele necesare pentru a permite dispozitivului să funcționeze cu viteză și precizie..
Produsele comercializate ca sisteme hibride nu sunt altceva decât echipamente digitale de calculator care au fost completate cu un convertor analog-digital pentru intrare și un convertor digital-analog pentru a gestiona ieșirea..
Un astfel de sistem este considerat în mod normal mai puțin eficient decât un adevărat computer hibrid..
Pompele de gaz dintr-o stație de service conțin un procesor care convertește măsurarea debitului de combustibil în valori corespunzătoare cantității și prețului.
În afaceri, aceste computere pot fi utilizate în industria chimică ca sisteme de control al proceselor.
Un exemplu de computer hibrid autonom este HRS-100, care a fost utilizat pe scară largă în anii 1970..
A fost inventat și dezvoltat pentru a studia sistemele dinamice pe scara de timp reală și accelerată. De asemenea, pentru rezolvarea eficientă a unei game largi de sarcini științifice în institutele URSS.
EKG, ecocardiograma, ultrasunetele și mașinile de monitorizare Holter sunt exemple de computere hibride.
Multe dintre diagnosticele utilizate în domeniul medical se încadrează în această categorie..
De exemplu, în Unitatea de Terapie Intensivă a spitalelor se utilizează un dispozitiv analog pentru a măsura tensiunea și temperatura pacientului. Aceste valori sunt convertite și afișate pe un afișaj digital sub formă numerică..
Având în vedere viteza cu care computerele hibride pot prelucra date, se fac cercetări privind prelucrarea online a datelor.
De fapt, un computer hibrid a fost instalat la Centrul Universitar de Inginerie Biomedică din Ohio, unde datele de cateterizare cardiacă sunt transmise de la diferite spitale la computerul hibrid, printr-un mecanism optic în infraroșu..
Aceste date sunt analizate în timp real și rezultatele sunt puse imediat la dispoziția medicului. Astfel, perioada de așteptare dintre procedura de cateterizare și generarea de rezultate este considerabil redusă..
Este un computer personal hibrid ultra-subțire care oferă avantajul de a avea două dispozitive încorporate într-unul singur. Este un laptop care poate fi folosit și ca tabletă.
Conține un ecran care poate fi îndepărtat pentru a deveni o tabletă, prin detașarea ei de la tastatură printr-o închidere magnetică.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.