Charakterystyka komputerów hybrydowych, typy, zalety, przykłady

Komputery hybrydowe Są zespołami, które przedstawiają szczegółowe informacje na temat maszyn analogowych i cyfrowych. Urządzenie cyfrowe służy do sterowania i rozwiązywania operacji logicznych, podczas gdy urządzenie analogowe jest używane jako rozwiązanie równań różniczkowych.

Ogólnie rzecz biorąc, przybliżone rozwiązanie złożonych równań uzyskuje się przy użyciu iteracyjnych metod numerycznych, które wymagają dużej liczby iteracji, w zależności od tego, jak dobre początkowe „nasienie” wartości końcowej i ile precyzji jest pożądane.

Hitachi 505 Analog hybryd komputer. Zdjęcie przez Philreichert.org

Zwykle zespoły analogowe są niesamowicie szybkie, ponieważ mogą rozwiązać równania ogromnego powikłania z szybkością, z jaką sygnał porusza obwód, który jest poważną częścią prędkości światła.

Jednak precyzja komputerów analogowych nie jest dobra, jest ograniczona do trzech lub maksymalnych czterech precyzyjnych cyfr.

Z drugiej strony wyprodukowane jest sprzęt cyfrowy, aby rozwiązanie równań jest prawie dokładna, choć znacznie wolniej w porównaniu z komputerami analogowymi.

Zatem dla wielu operacji w czasie rzeczywistym te cyfrowe obliczenia mają prędkość zbyt wolną, aby były przydatne, ale precyzja komputera analogowego też nie wystarczy. Stąd znaczenie komputerów hybrydowych.

[TOC]

Charakterystyka

Połączenie komponentów analogowych i cyfrowych

Te komputery oparte są na systemie komputerowym, który dostosowuje urządzenia analogowe za pomocą cyfrowych.

Zazwyczaj analogowe komponenty komputera obsługują złożone obliczenia matematyczne. Komponenty cyfrowe są odpowiedzialne zarówno za operacje logiczne, jak i arytmetyczne, a także są używane do kontrolowania systemu.

W przypadku superkomputerów odpowiada kombinacji maszyn zdolnych do przetwarzania sygnałów cyfrowych i analogowych. Hybrydowy sprzęt komputerowy zapewnia odpowiednią metodę wykonywania wielkich symulacji złożoności.

Najlepszy ze świata analogowego i cyfrowego

Po utworzeniu tego typu zintegrowanego komputera korzyści zarówno z obliczeń analogowych, jak i cyfrowych są łatwo dostępne.

Komputer hybrydowy jest niezwykle szybki, gdy odnosi się do rozwiązywania równań, nawet jeśli obliczenia są niezwykle złożone. Dzieje się tak dzięki obecności niezbędnych komponentów analogowych do projektu sprzętu.

Dlatego komputer hybrydowy może rozwiązywać równania o takich samych umiejętnościach co analog. Ponadto elementy cyfrowe służą wykluczeniu jednego z głównych niedogodności całkowicie analogowych urządzenia.

W kategoriach porównawczych zakres precyzji na komputerze analogowym jest ograniczona, podczas gdy precyzja z komputerem cyfrowym jest znacznie większa.

Może Ci służyć: oprogramowanie komercyjne

Dzięki integracji elementów, które umożliwiają komputer cyfrowy przekroczyć trzy lub cztery precyzyjne cyfry, przetwarzanie hybrydowe pozwala obsługiwać równania znacznie szybciej niż tylko z opcją cyfrową.

Innymi słowy, hybrydowa informatyka oferuje zarówno szybkość, jak i precyzję, co eliminuje potrzebę, aby użytkownik musi zadowolić się tylko komputerem cyfrowym lub analogowym.

Zastosowania techniczne

Sprzęt hybrydowy jest zasadniczo przydzielany do zastosowań technicznych, w których nie tylko dyskretne dane są obsługiwane, ale także ciągłe. Oznacza to, że pozwalają na przetwarzanie tych dwóch rodzajów danych.

Zarówno komputery analogowe, jak i hybrydowe są komputerami do określonego celu, a ich zastosowania są już wcześniej zdefiniowane w momencie projektowania.

Chłopaki

PC 2 w 1

W przypadku laptopa termin „komputer hybrydowy” służy do odniesienia do PC 2 w 1. Ten typ komputera składa się z wyjmowanego ekranu i klawiatury, łącząc w ten sposób funkcjonalność laptopa i tabletu.

Te komputery hybrydowe mają moc komputera i dodatkowo, gdy odłączając klawiaturę, mają przenośność tabletu.

Na przykład ten komputer hybrydowy mógłby być używany do wykonywania z nim zadań w ciągu dnia, a następnie oddzielenia ekranu, aby cieszyć się nim w łóżku żeglując na Facebooku i Instagramie.

Duże hybrydowe komputery elektroniczne

Były one znacznie używane od lat 60. do połowy lat 80. Mieli kilkaset wzmacniaczy operacyjnych.

Rozwiązali niezwykle złożone i obszerne zestawy modeli matematycznych równań różniczkowych.

Na przykład loty kosmiczne o sześciu stopniach swobody, kinetyka egzotermicznych reakcji chemicznych, systemy kontrolne dla roślin przetwarzania spożywczego i ludzki układ immunosupresyjny.

Ogólne systemy użycia hybrydowe

Są to komputery, które mają tak charakterystyczne, aby móc korzystać z różnych aplikacji lub do rozwiązania wielu rodzajów problemów.

Wiele z tego rodzaju komputerów hybrydowych było w pewnym momencie systemy specjalnego celu, będąc hybrydowym sprzętem w okresie odcinka, w którym wynik można było uzyskać z pewną prędkością.

Specyficzne komputery hybrydowe

Obejmują one programy statyczne, które nie pozwalają na dostosowywanie. Zazwyczaj są one zintegrowane z systemami fizycznymi, które są powszechnie stosowane jako symulatory podsystemu, funkcje lub analizy wyników.

Na przykład komputer pneumatyczny wykorzystuje mieszki powietrzne i dysz do generowania precyzyjnych funkcji mnożenia, podziału lub pierwiastka kwadratowego sygnałów wejściowych, kodując dane jako ciśnienia powietrza.

Może Ci służyć: Programowanie strukturalne: Charakterystyka, przykłady, zalety, aplikacje

Zalety i wady

- Zalety

Prędkość

Te komputery mają ogromną prędkość obliczeniową dzięki konfiguracji oferowanej przez system analogowy. Jest to dość przydatne, gdy poszukiwane są wyniki liczbowe dla równań różniczkowych, jak w przypadku symulacji lotu.

Do tych celów systemy analogowe były używane do szybszych niż komputery cyfrowe, zapewniając rozwiązania w krótszym czasie. Jednak dokładność tych wyników była wątpliwa.

Zatem komputer hybrydowy ułatwia szybkie i precyzyjne wyniki, mając ogromną użyteczność, gdy starają się rozwiązać złożone równania w czasie rzeczywistym i konieczne jest natychmiastowe uzyskanie wyników.

Świetna precyzja

Wyniki uzyskane za pomocą sprzętu hybrydowego okazują się znacznie bardziej precyzyjne i więcej korzyści niż wyniki poprzednich maszyn. Wynika to z cyfrowego komponentu komputera hybrydowego.

W przypadku komputera hybrydowego wartości „nasion” są szybko generowane, chociaż bez matematycznie precyzyjnego.

Wartość ta jest wysyłana do frontu cyfrowego, który za pomocą procesu iteracyjnego uzyskuje precyzyjne ziarno numeryczne. Całkowity czas potrzebny do obliczenia tej precyzyjnej wartości jest znacznie niższy niż w przypadku użycia komputera tylko analogowego lub cyfrowego.

Przetwarzanie danych online

Wartość komputera hybrydowego można łatwo zaobserwować, gdy istnieje potrzeba administrowania równań czasowych rzeczywistych.

Oprócz ściśle analogowego urządzenia zapewniałoby szybkie zwroty, które nie są całkowicie precyzyjne, a urządzenie cyfrowe zapewniłoby bardziej precyzyjne odpowiedzi, które zajęłyby więcej czasu, podejście hybrydowe pozwala uzyskać odpowiedzi zamiast później.

Te odpowiedzi są również bardziej szczegółowe i przydatne niż szybkie odpowiedzi dostarczane przez zespół analogowy.

- Niekorzyść

W najnowocześniejszych czasach cyfrowe procesory sygnałowe zastąpiły potrzebę komputerów hybrydowych.

System hybrydowy

Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że prawdziwy komputer hybrydowy nie jest po prostu systemem hybrydowym. Komputer hybrydowy jest zbudowany z niezbędnymi komponentami, aby urządzenie działało z prędkością i precyzją.

Produkty sprzedawane jako systemy hybrydowe są niczym więcej niż cyfrowym sprzętem komputerowym, które uzupełniały analogowo -cyfrowy konwerter do wejścia, oraz cyfrowy do analogowy konwerter do zarządzania wyjściem.

Może ci służyć: telegraf: historia, wynalazek, ewolucja, jak działa

System tego typu jest zwykle uważany za mniej wydajny niż prawdziwy komputer hybrydowy.

Przykłady

Dostawcy benzyny na stacji serwisowej zawierają procesor, który przekształca pomiar przepływu paliwa na wartości odpowiadające ilościom i cenie.

W biznesie komputery te mogą być stosowane w branży chemicznej jako systemy kontroli procesów.

HRS-100

Przykładem niezależnego komputera hybrydowego jest HRS-100, który był szeroko stosowany w latach siedemdziesiątych.

Został wynaleziony i opracowany do badania systemów dynamicznych w rzeczywistej i przyspieszonej skali czasowej. Również w celu skutecznego rozwiązania szerokiej gamy zadań naukowych w instytutach ZSRR.

Obszar medyczny

Elektrokardiogram, echokardiogram, ultradźwięki i maszyny do monitorowania Holtera są przykładami komputerów hybrydowych.

Wiele diagnoz stosowanych w dziedzinie medycyny wprowadza tę kategorię.

Na przykład urządzenie analogowe, które mierzy ciśnienie krwi i temperaturę pacjenta, jest stosowane na oddziale intensywnej terapii szpitali. Wartości te są konwertowane i pokazane na ekranie cyfrowym w formie numerycznej.

Biorąc pod uwagę prędkość, z jaką komputery hybrydowe mogą przetwarzać dane, badane jest przetwarzanie danych.

W rzeczywistości komputer hybrydowy został zainstalowany w Biomedical Engineering Center University of Ohio, gdzie dane cewnikowania serca są przesyłane z różnych szpitali na komputer hybrydowy, za pomocą mechanizmu optycznego w podczerwieni.

Dane te są analizowane w czasie rzeczywistym, a wyniki są natychmiast udostępniane lekarzowi. Zatem okres oczekiwania między procedurą cewnikowania a wytwarzaniem wyników jest znacznie zmniejszona.

HP Envy x2

Jest to ultradelgatowany hybrydowy komputer osobisty, który zapewnia korzyści z włączenia dwóch urządzeń do jednego. Jest to laptop, który może być również używany jako tablet.

Zawiera ekran, który można usunąć, aby stać się tabletem, oddzielając go od klawiatury przez zamknięcie magnetyczne.

Bibliografia

1. Definicje (2019). Definicje komputera hybrydowego. Zaczerpnięte z: definicji.internet.
2. Wise Geek (2019). Co to jest komputer hybrydowy? Zaczerpnięte z: Wisegeek.com.
3. Center for Computing History (2019). Co to jest komputer hybrydowy i dlaczego? Zaczerpnięte z: Computinghistory.org.Wielka Brytania.
4. Scienting (2019). Rodzaje komputerów hybrydowych. Zaczerpnięte z: naukowca.com.
5. Asba Lee (2019). Zalety komputerów hybrydowych. Zaczerpnięte z: Techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Komputer hybrydowy. Zaczerpnięte z: computerHope.com.