HYBRIDCOMPUTERE: FUNKTIONER, TYPER, FORDELE, EKSEMPLER - TEKNOLOGI - 2024

De hybride computere er computere, der har træk af analoge og digitale maskiner. Den digitale enhed bruges til at styre og løse logisk-aritmetiske operationer, mens den analoge enhed bruges som en solver til differentialligninger.

Generelt opnås en omtrentlig opløsning af komplekse ligninger under anvendelse af iterative numeriske metoder, der kræver et stort antal iterationer, afhængigt af hvor god den indledende "frø" af den endelige værdi er, og hvor meget præcision der ønskes.

Hitachi 505 analog hybridcomputer.billede via philreichert.org

Analog udstyr er typisk forbløffende hurtigt, fordi det kan løse enormt komplicerede ligninger med hvor hurtigt signalet bevæger sig gennem kredsløbet, hvilket er en respektabel del af lysets hastighed.

Imidlertid er præcisionen for analoge computere ikke god, idet den er begrænset til tre eller maksimalt fire cifre præcision.

På den anden side fremstilles digitalt udstyr således, at løsningen af ​​ligningerne bringes til en næsten nøjagtig præcision, skønt meget langsommere sammenlignet med analoge computere.

For mange realtidsoperationer er disse digitale beregninger således for langsomme til at være nyttige, men præcisionen for en analog computer er heller ikke tilstrækkelig. Derfor er hybridcomputers betydning.

egenskaber

Kombination af analoge og digitale komponenter

Disse computere er baseret på et computersystem, der matcher analoge enheder med digitale enheder.

Typisk betjener de analoge komponenter på computeren komplekse matematiske beregninger. Digitale komponenter er ansvarlige for både aritmetiske og logiske operationer og bruges til at kontrollere systemet.

I tilfælde af en supercomputer svarer den til en kombination af maskiner, der er i stand til at behandle digitale og analoge signaler. En hybridcomputer tilvejebringer en passende metode til udførelse af meget komplekse simuleringer.

Det bedste af den analoge og digitale verden

Ved at oprette denne type integreret computer er fordelene ved både analog og digital computing let tilgængelige.

En hybridcomputer går lynhurtigt, når det kommer til at løse ligninger, selv om beregningerne er enormt komplekse. Dette er så takket være tilstedeværelsen af ​​væsentlige analoge komponenter til udstyrets design.

Derfor kan hybridcomputeren løse ligninger med den samme evne som en analog maskine. Derudover tjener digitale elementer til at udelukke en af ​​de største ulemper ved en totalt analog enhed.

I sammenlignende termer er rækkevidden af ​​præcision på en analog computer begrænset, mens præcisionen med en digital computer er meget højere.

Ved at integrere de elementer, der gør det muligt for en digital computer langt at overstige tre eller fire cifre med nøjagtighed, giver hybrid computing det muligt at håndtere ligninger meget hurtigere end med den digitale mulighed alene.

Med andre ord tilbyder hybrid computing både hastighed og nøjagtighed, hvilket eliminerer behovet for brugeren at nøjes med kun en digital eller analog computer.

Tekniske applikationer

Hybridudstyr er hovedsageligt beregnet til tekniske applikationer, hvor ikke kun diskrete data håndteres, men også kontinuerlige. Det vil sige, de tillader behandling af disse to typer data.

Både analoge og hybridcomputere er specialbyggede computere, og deres applikationer er foruddefineret på designtidspunktet.

typer

2 i 1 pc

For en bærbar computer bruges udtrykket "hybridcomputer" til at henvise til en 2-i-1-pc. Denne type pc består af en aftagelig skærm og et tastatur, hvorved funktionen af ​​en bærbar computer og en tablet kombineres.

Disse hybridcomputere har en computers magt, og ved at afbryde tastaturet har de desuden bærbarheden af ​​en tablet.

For eksempel kunne denne hybridcomputer bruges til at udføre opgaver med den i løbet af dagen og derefter ved at adskille skærmen for at nyde den i sengesøgning på Facebook og Instagram.

Store hybrid elektroniske computere

De blev brugt meget fra 1960'erne til midten af ​​1980'erne. De havde flere hundrede operationelle forstærkere.

De løste enormt komplekse og omfattende sæt matematiske modeller af differentialligninger.

F.eks. Rumflyvning med seks grader frihed, kinetik af eksoterme kemiske reaktioner, kontrolsystemer til fødevareforarbejdningsanlæg og det humane immunsuppressive system.

Hybride systemer til generelle formål

Det er computere, der har karakteristika for at være i stand til at bruge forskellige applikationer eller at være i stand til at løse adskillige typer problemer.

Mange af disse typer hybridcomputere var på et tidspunkt specielle formålssystemer, der var deltids hybridcomputere, hvor resultatet kunne opnås med en bestemt hastighed.

Hybrid dedikerede computere

De inkluderer statiske programmer, der ikke kan justeres. De er typisk indlejrede i fysiske systemer, der ofte bruges som undersystemsimulatorer, funktionskontrollere eller outputanalysatorer.

For eksempel bruger den pneumatiske computer luftbælge og dyser til at generere præcise multiplikations-, opdelings- eller firkantede rodfunktioner af indgangssignalerne og koder dataene som lufttryk.

Fordele og ulemper

- Fordel

Hastighed

Disse computere har en enorm computerhastighed takket være konfigurationen, der tilbydes af det analoge system. Dette er meget nyttigt, når man leder efter numeriske resultater for differentialligninger, som i tilfælde af flygesimulering.

Til disse formål var analoge systemer blevet brugt, fordi de var hurtigere end digitale computere, hvilket leverede løsninger på kortere tid. Nøjagtigheden af ​​disse resultater var imidlertid tvivlsom.

Således leverer en hybridcomputer hurtige og nøjagtige resultater, idet de er meget nyttige, når man prøver at løse komplekse ligninger i realtid, og det er vigtigt at få resultaterne med det samme.

Stor præcision

Resultaterne opnået med hybridudstyr viser sig at være meget mere nøjagtige og mere rentable end for tidligere maskiner. Dette skyldes den digitale komponent på hybridcomputeren.

Med hybridcomputeren genereres "seed" -værdierne hurtigt, skønt uden at være matematiske præcise, da denne værdi opnås med forenden af ​​analog computing.

Denne værdi sendes til den digitale frontend, der gennem en iterativ proces opnår et præcist numerisk frø. Den samlede tid, der kræves til at beregne denne nøjagtige værdi, er meget mindre end at bruge en analog eller kun digital computer.

Online databehandling

Værdien af ​​en hybridcomputer ses let, når der er behov for at styre ligninger i realtid.

Ligesom en strengt analog enhed ville give hurtige returneringer, der ikke er helt nøjagtige, og en digital enhed ville give mere nøjagtige svar, som det vil tage længere tid at beregne, giver hybridmetoden mulighed for svar nu snarere end senere.

Disse svar er også mere detaljerede og nyttige end de hurtige svar fra analogt udstyr.

- Ulempe

I mere moderne tid har digitale signalprocessorer erstattet behovet for hybridcomputere.

Hybridsystem

Det er vigtigt at overveje, at en ægte hybridcomputer ikke blot er et hybridsystem. Hybridcomputeren er bygget med de nødvendige komponenter for at gøre det muligt for enheden at arbejde med hastighed og præcision.

Produkter, der markedsføres som hybridsystemer, er ikke andet end digitalt computerudstyr, der er blevet suppleret med en analog-til-digital-konverter til indgangen og en digital-til-analog-konverter til at styre output.

Et sådant system betragtes typisk som mindre effektivt end en ægte hybridcomputer.

eksempler

Gaspumperne i en servicestation indeholder en processor, der konverterer måling af brændstofstrømmen til værdier, der svarer til mængde og pris.

I erhvervslivet kan disse computere bruges i den kemiske industri som processtyringssystemer.

HRS-100

Et eksempel på en enkeltstående hybridcomputer er HRS-100, der blev brugt meget i løbet af 1970'erne.

Det blev opfundet og udviklet til at studere dynamiske systemer i den virkelige og accelererede tidsskala. Også til effektiv opløsning af en lang række videnskabelige opgaver i USSR's institutter.

Medicinsk område

EKG-, ekkokardiogram-, ultralyd- og Holter-overvågningsmaskiner er eksempler på hybridcomputere.

Mange af de diagnoser, der anvendes i det medicinske felt, falder ind under denne kategori.

For eksempel bruges en analog enhed, der måler patientens blodtryk og temperatur, på Intensive Care Unit på hospitaler. Disse værdier konverteres og vises på en digital skærm i numerisk form.

I betragtning af den hastighed, hvormed hybridcomputere kan behandle data, undersøges der online-behandling af data.

Faktisk blev en hybridcomputer installeret på Ohio University Center for Biomedical Engineering, hvor data om hjertekateterisering overføres fra forskellige hospitaler til hybridcomputeren via en infrarød optisk mekanisme.

Disse data analyseres i realtid, og resultaterne er umiddelbart tilgængelige for lægen. Således reduceres ventetiden mellem kateteriseringsproceduren og genereringen af ​​resultater betydeligt.

HP Envy x2

Det er en ultrathin hybrid personlig computer, der giver fordelen ved at have to enheder indbygget i en. Det er en bærbar computer, der også kan bruges som tablet.

Den indeholder en skærm, der kan fjernes for at blive en tablet ved at løsne den fra tastaturet gennem en magnetisk lukning.

Referencer

1. Definitioner (2019). Definitioner for hybridcomputer. Taget fra: definitionions.net.
2. Wise Geek (2019). Hvad er en hybridcomputer? Taget fra: wisegeek.com.
3. Center for Computing History (2019). Hvad er en hybridcomputer, og hvorfor? Fra: computinghistory.org.uk.
4. Sciencing (2019). Typer af hybride computere. Taget fra: sciencing.com.
5. Asba Lee (2019). Fordelene ved hybridcomputere. Taget fra: techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Hybrid computer. Taget fra: computerhope.com.