HYBRIDITIETOKONEET: OMINAISUUDET, TYYPIT, EDUT, ESIMERKIT - TEKNIIKKA - 2025

Hybridi tietokoneet ovat tietokoneita, jotka ovat ominaisuuksia analogisten ja digitaalisten koneita. Digitaalista laitetta käytetään ohjaamaan ja ratkaisemaan loogisia-aritmeettisia toimintoja, kun taas analogista laitetta käytetään erotteluyhtälöiden ratkaisijana.

Yleensä saadaan likimääräinen ratkaisu monimutkaisia ​​yhtälöitä käyttämällä iteratiivisia numeerisia menetelmiä, jotka vaativat suuren määrän iteraatioita, riippuen siitä, kuinka hyvä lopullisen arvon alkuperäinen "siemen" on ja kuinka paljon tarkkuutta halutaan.

Hitachi 505 -hybriditietokone, kuva philreichert.org-sivustolla

Analogiset laitteet ovat tyypillisesti hämmästyttävän nopeita, koska ne voivat ratkaista erittäin monimutkaisia ​​yhtälöitä sillä, kuinka nopeasti signaali kulkee piirin läpi, mikä on kunnollinen osa valon nopeutta.

Analogisten tietokoneiden tarkkuus ei kuitenkaan ole hyvä, sillä tarkkuus on rajoitettu kolmeen tai enintään neljään numeroon.

Toisaalta digitaaliset laitteet valmistetaan siten, että yhtälöiden ratkaisu saadaan melkein tarkkuudella, vaikkakin paljon hitaammin kuin analogisissa tietokoneissa.

Siksi nämä digitaaliset laskelmat ovat moniin reaaliaikaisiin toimintoihin liian hitaita ollakseen hyödyllisiä, mutta myöskään analogisen tietokoneen tarkkuus ei riitä. Siksi hybridi-tietokoneiden merkitys.

ominaisuudet

Analogisten ja digitaalisten komponenttien yhdistelmä

Nämä tietokoneet perustuvat tietokonejärjestelmään, joka vastaa analogisia laitteita digitaalisiin.

Tyypillisesti tietokoneen analogiset komponentit suorittavat monimutkaisia ​​matemaattisia laskelmia. Digitaaliset komponentit ovat vastuussa sekä aritmeettisista että loogisista toiminnoista, ja niitä käytetään järjestelmän ohjaamiseen.

Supertietokoneen tapauksessa se vastaa koneiden yhdistelmää, joka pystyy käsittelemään digitaalisia ja analogisia signaaleja. Hybridi-tietokone tarjoaa sopivan menetelmän erittäin monimutkaisten simulaatioiden suorittamiseen.

Paras analogisesta ja digitaalisesta maailmasta

Luomalla tämän tyyppinen integroitu tietokone, sekä analogisen että digitaalisen tietojenkäsittelyn edut ovat helposti saatavilla.

Hybridi-tietokone on uskomattoman nopea yhtälöiden ratkaisemisessa, vaikka laskelmat olisivatkin erittäin monimutkaisia. Tämä johtuu siitä, että laitteiden suunnittelussa on oleellisia analogisia komponentteja.

Siksi hybridi-tietokone pystyy ratkaisemaan yhtälöt samalla kyvyllä kuin analoginen kone. Lisäksi digitaaliset elementit eliminoivat yhden täysin analogisen laitteen suurimmista haitoista.

Vertailun vuoksi analogisen tietokoneen tarkkuusalue on rajoitettu, kun taas digitaalisen tietokoneen tarkkuus on paljon suurempi.

Integroimalla elementit, jotka mahdollistavat sen, että digitaalisen tietokoneen tarkkuus ylittää huomattavasti kolme tai neljä numeroa, hybridilaskenta mahdollistaa yhtälöiden käsittelemisen paljon nopeammin kuin pelkästään digitaalisen vaihtoehdon kanssa.

Toisin sanoen hybridilaskenta tarjoaa sekä nopeuden että tarkkuuden, jolloin käyttäjän ei tarvitse asettua vain digitaaliseen tai analogiseen tietokoneeseen.

Tekniset sovellukset

Hybridilaitteet on tarkoitettu pääasiassa teknisiin sovelluksiin, joissa erillisen datan käsittelyn lisäksi myös jatkuvaa. Toisin sanoen ne sallivat näiden kahden tyyppisten tietojen käsittelyn.

Sekä analogiset että hybridi-tietokoneet ovat tarkoitukseen rakennettuja tietokoneita, ja niiden sovellukset on ennalta määritelty suunnitteluvaiheessa.

Tyypit

2 in 1 PC

Kannettavan tietokoneen kohdalla termiä "hybridi-tietokone" viitataan tietokoneeseen, jossa on kaksi-yhdessä. Tämäntyyppinen tietokone koostuu irrotettavasta näytöstä ja näppäimistöstä, mikä yhdistää kannettavan ja tablet-laitteen toiminnallisuuden.

Näillä hybridi-tietokoneilla on tietokoneen teho ja lisäksi, kun irrotat näppäimistöä, niillä on tablet-laitteen siirrettävyys.

Tätä hybridi-tietokonetta voitaisiin käyttää esimerkiksi suorittamaan tehtäviä sen kanssa päivän aikana ja erottamalla näyttö sitten nauttiaksesi siitä sängyssä selaamalla Facebookissa ja Instagramissa.

Suuret hybridi elektroniset tietokoneet

Niitä käytettiin laajasti 1960-luvulta 1980-luvun puoliväliin. Heillä oli useita satoja operaatiovahvistimia.

He ratkaisivat erittäin monimutkaiset ja laajat joukot differentiaaliyhtälöiden matemaattisia malleja.

Esimerkiksi kuuden vapauden asteen avaruuslento, eksotermisten kemiallisten reaktioiden kinetiikka, elintarvikkeiden jalostuslaitosten ohjausjärjestelmät ja ihmisen immunosuppressiivinen järjestelmä.

Yleiskäyttöiset hybridijärjestelmät

Ne ovat tietokoneita, joille on ominaista se, että ne voivat käyttää erilaisia ​​sovelluksia tai pystyä ratkaisemaan monenlaisia ​​ongelmia.

Monet tämäntyyppisistä hybridi-tietokoneista olivat kerralla erikoiskäyttöisiä järjestelmiä, jotka olivat osa-aikaisia ​​hybridi-tietokoneita, joissa tulos oli mahdollista saada tietyllä nopeudella.

Hybridi-omistetut tietokoneet

Ne sisältävät staattiset ohjelmat, joita ei voi säätää. Ne on tyypillisesti upotettu fyysisiin järjestelmiin, joita käytetään yleisesti alijärjestelmän simulaattoreina, toimintojen ohjaimina tai lähtöanalysaattoreina.

Esimerkiksi pneumaattinen tietokone käyttää ilmapaljeja ja suuttimia tuottamaan tulosignaalien tarkat kerto-, jako- tai neliöjuuritoiminnot koodaamalla tiedot ilmanpaineina.

Hyödyt ja haitat

- Etu

Nopeus

Näillä tietokoneilla on valtava laskennopeus analogisen järjestelmän tarjoamien asetusten ansiosta. Tämä on varsin hyödyllistä, kun etsit numeerisia tuloksia differentiaaliyhtälöihin, kuten lentosimulaation tapauksessa.

Näihin tarkoituksiin oli käytetty analogisia järjestelmiä, koska ne olivat nopeampia kuin digitaaliset tietokoneet, tarjoten ratkaisuja lyhyemmässä ajassa. Tulosten tarkkuus oli kuitenkin kyseenalainen.

Siksi hybriditietokone tarjoaa nopeita ja tarkkoja tuloksia, ja niistä on erittäin paljon hyötyä yrittäessään ratkaisemaan monimutkaisia ​​yhtälöitä reaaliajassa, ja on välttämätöntä saada tulokset heti.

Suuri tarkkuus

Hybridilaitteilla saadut tulokset osoittautuvat paljon tarkemmiksi ja kannattavammiksi kuin aikaisempien koneiden tulokset. Tämä johtuu hybridi-tietokoneen digitaalisesta komponentista.

Hybridi-tietokoneella "siemenarvot" luodaan nopeasti, vaikkakaan ilman matemaattisesti tarkkaa, koska tämä arvo saavutetaan analogisen laskennan etupäässä.

Tämä arvo lähetetään digitaaliseen käyttöliittymään, joka iteratiivisen prosessin avulla saa tarkan numeerisen siemenen. Tämän tarkan arvon laskemiseen tarvitaan paljon vähemmän aikaa kuin käyttämällä vain analogista tai digitaalista tietokonetta.

Online-tietojenkäsittely

Hybridi-tietokoneen arvo näkyy helposti, kun yhtälöitä on hallittava reaaliajassa.

Aivan kuten tiukasti analoginen laite tarjoaisi nopeita palautuksia, jotka eivät ole täysin tarkkoja, ja digitaalinen laite toimittaisi tarkempia vastauksia, joiden laskeminen vie kauemmin, hybridi-lähestymistapa antaa sinun saada vastauksia nyt eikä myöhemmin.

Nämä vastaukset ovat myös yksityiskohtaisempia ja hyödyllisempiä kuin analogisten laitteiden tarjoamat nopeat vastaukset.

- Haitta

Nykyaikaisemmin digitaaliset signaaliprosessorit ovat korvanneet hybridi-tietokoneiden tarpeen.

Hybridijärjestelmä

On tärkeää ottaa huomioon, että todellinen hybridi-tietokone ei ole vain hybridijärjestelmä. Hybridi-tietokone on rakennettu tarvittavilla komponenteilla, jotta laite voi toimia nopeasti ja tarkasti.

Hybridilaitteina markkinoidut tuotteet ovat vain digitaalisia tietokonelaitteita, joita on täydennetty analogia-digitaali-muuntimella tuloa varten, ja digitaali-analogia-muuntimella tuotoksen hallitsemiseksi.

Tällaista järjestelmää pidetään tyypillisesti vähemmän tehokkaana kuin todellista hybridi-tietokonetta.

esimerkit

Huoltoaseman kaasupumppuissa on prosessori, joka muuntaa polttoaineen virtauksen mittauksen arvoiksi, jotka vastaavat määrää ja hintaa.

Yritystoiminnassa näitä tietokoneita voidaan käyttää kemianteollisuudessa prosessinohjausjärjestelminä.

HRS-100

Esimerkki itsenäisestä hybridi-tietokoneesta on HRS-100, jota käytettiin laajasti 1970-luvulla.

Se keksittiin ja kehitettiin tutkimaan dynaamisia järjestelmiä todellisessa ja nopeutetussa aikataulussa. Myös useiden tieteellisten tehtävien tehokkaaseen ratkaisemiseen Neuvostoliiton instituutteissa.

Lääketieteellinen alue

EKG, ehokardiogrammi, ultraääni ja Holter-valvontalaitteet ovat esimerkkejä hybridi-tietokoneista.

Monet lääketieteen alalla käytetyistä diagnooseista kuuluvat tähän luokkaan.

Esimerkiksi sairaalahoitoyksiköissä käytetään analogista laitetta, joka mittaa potilaan verenpainetta ja lämpötilaa. Nämä arvot muunnetaan ja esitetään digitaalisella näytöllä numeerisessa muodossa.

Kun otetaan huomioon nopeus, jolla hybriditietokoneet voivat käsitellä tietoja, tutkimusta tehdään datan online-käsittelystä.

Itse asiassa hybridi-tietokone asennettiin Ohion yliopiston biolääketieteelliseen tekniikkakeskukseen, jossa sydämen katetrointitiedot siirretään eri sairaaloista hybridi-tietokoneeseen infrapunaoptisen mekanismin kautta.

Nämä tiedot analysoidaan reaaliajassa ja tulokset ovat välittömästi lääkärin saatavilla. Siten katetrointimenettelyn ja tulosten tuottamisen välinen odotusaika lyhenee huomattavasti.

HP Envy x2

Se on erittäin ohut hybridi-henkilökohtainen tietokone, joka tarjoaa etuna siitä, että kaksi laitetta on rakennettu yhdeksi. Se on kannettava tietokone, jota voidaan käyttää myös tabletina.

Se sisältää näytön, joka voidaan poistaa tabletiksi, irrottamalla se näppäimistöltä magneettisen sulkimen avulla.

Viitteet

1. Määritelmät (2019). Määritelmät hybridi-tietokoneelle. Kuvannut: määritelmät.net.
2. Viisas Geek (2019). Mikä on hybridi-tietokone? Ostettu: wisgeek.com.
3. Laskentahistorian keskus (2019). Mikä on hybridi-tietokone ja miksi? Kuvannut: computinghistory.org.uk.
4. Tiede (2019). Hybridi-tietokoneiden tyypit. Ostettu: sciencing.com.
5. Asba Lee (2019). Hybridi-tietokoneiden edut. Otettu: techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Hybridi-tietokone. Otettu: computerhope.com.