HYBRIDDATORER: FUNKTIONER, TYPER, FÖRDELAR, EXEMPEL - TEKNOLOGI - 2025

De Hybriddatorer är datorer som har funktioner i analoga och digitala maskiner. Den digitala enheten används för att styra och lösa logisk-aritmetiska operationer, medan den analoga enheten används som en lösare för differentiella ekvationer.

I allmänhet erhålls en ungefärlig lösning av komplexa ekvationer med användning av iterativa numeriska metoder, som kräver ett stort antal iterationer, beroende på hur bra det ursprungliga "utsäde" av det slutliga värdet är och hur mycket precision som önskas.

Hitachi 505 analog hybriddator Bild via philreichert.org

Analog utrustning är vanligtvis förvånansvärt snabb, eftersom den kan lösa oerhört komplicerade ekvationer med hur snabbt signalen rör sig genom kretsen, vilket är en respektabel del av ljusets hastighet.

Precisionen för analoga datorer är emellertid inte bra, begränsad till tre eller högst fyra siffror med precision.

Å andra sidan tillverkas digital utrustning så att ekvationens lösning får en nästan exakt precision, även om den är mycket långsammare jämfört med analoga datorer.

För många realtidsoperationer är dessa digitala beräkningar således för långsamma för att vara användbara, men noggrannheten för en analog dator är inte heller tillräcklig. Därför vikten av hybriddatorer.

egenskaper

Kombination av analoga och digitala komponenter

Dessa datorer är baserade på ett datorsystem som matchar analoga enheter med digitala enheter.

Vanligtvis använder de analoga komponenterna på datorn komplexa matematiska beräkningar. Digitala komponenter ansvarar för både aritmetiska och logiska operationer, liksom för att användas för att kontrollera systemet.

När det gäller en superdator motsvarar den en kombination av maskiner som kan behandla digitala och analoga signaler. En hybriddator tillhandahåller en lämplig metod för att utföra mycket komplexa simuleringar.

Det bästa av den analoga och digitala världen

Genom att skapa denna typ av integrerad dator är fördelarna med både analog och digital databehandling lätt tillgängliga.

En hybriddator går brinnande snabbt när det gäller att lösa ekvationer, även om beräkningarna är oerhört komplexa. Detta är så tack vare närvaron av viktiga analoga komponenter till designen av utrustningen.

Därför kan hybriddatorn lösa ekvationer med samma förmåga som en analog maskin. Dessutom tjänar digitala element till att utesluta en av de största nackdelarna med en helt analog enhet.

I jämförande termer är precisionen i en analog dator begränsad, medan precisionen med en digital dator är mycket högre.

Genom att integrera elementen som gör det möjligt för en digital dator att överstiga tre eller fyra siffror med precision, gör hybridberäkning det möjligt att hantera ekvationer mycket snabbare än endast med det digitala alternativet.

Med andra ord erbjuder hybridberäkning både hastighet och noggrannhet, vilket eliminerar användarens behov av att bara nöja sig med en digital eller analog dator.

Tekniska tillämpningar

Hybridutrustning är i huvudsak avsedd för tekniska applikationer där inte bara diskret data hanteras utan också kontinuerligt. Det vill säga de tillåter bearbetning av dessa två typer av data.

Både analoga och hybriddatorer är specialbyggda datorer, och deras applikationer är fördefinierade vid tidpunkten för designen.

typer

2 i 1 PC

För en bärbar dator används termen "hybriddator" för en 2-i-1-dator. Denna typ av PC består av en avtagbar skärm och tangentbord och kombinerar därmed funktionaliteten på en bärbar dator och en surfplatta.

Dessa hybriddatorer har en dators kraft och dessutom, genom att koppla bort tangentbordet, har de en bärbar dator.

Till exempel kan den här hybriddatorn användas för att utföra uppgifter med den under dagen och sedan genom att separera skärmen för att njuta av den i sängen på Facebook och Instagram.

Stora hybrid-elektroniska datorer

De användes i stor utsträckning från 1960-talet till mitten av 1980-talet. De hade flera hundra operativa förstärkare.

De löst enormt komplexa och omfattande uppsättningar matematiska modeller av differentiella ekvationer.

Exempelvis rymdflygning med sex grader av frihet, kinetik för exotermiska kemiska reaktioner, kontrollsystem för livsmedelsförädlingsanläggningar och det humana immunsuppressiva systemet.

Hybridsystem för allmänt bruk

Det är datorer som har kännetecknet av att kunna använda olika applikationer eller att kunna lösa många typer av problem.

Många av dessa typer av hybriddatorer var en gång specialanpassade system, som var deltids hybriddatorer där resultatet kunde uppnås med en viss hastighet.

Hybrid dedikerade datorer

De innehåller statiska program som inte kan justeras. De är vanligtvis inbäddade i fysiska system som ofta används som delsystem-simulatorer, funktionsstyrenheter eller utgångsanalysatorer.

Till exempel använder den pneumatiska datorn luftbälgar och munstycken för att generera exakta multiplikations-, delnings- eller kvadratrotfunktioner för insignalerna, som kodar data som lufttryck.

Fördelar och nackdelar

- Fördel

Fart

Dessa datorer har en enorm datahastighet tack vare konfigurationen som erbjuds av det analoga systemet. Detta är ganska användbart när man letar efter numeriska resultat för differentiella ekvationer, som för flygsimulering.

För dessa ändamål hade analoga system använts eftersom de var snabbare än digitala datorer, vilket gav lösningar på kortare tid. Dessa resultat var dock tveksamma.

Således ger en hybriddator snabba och exakta resultat, som är oerhört användbara när man försöker lösa komplexa ekvationer i realtid och det är viktigt att få resultaten direkt.

Stor precision

Resultaten med hybridutrustning visar sig vara mycket mer exakta och mer lönsamma än tidigare maskiner. Detta beror på den digitala komponenten i hybriddatorn.

Med hybriddatorn genereras "frö" -värdena snabbt, även om de inte är matematiskt exakta, eftersom detta värde uppnås med den främre änden av analog databehandling.

Detta värde skickas till den digitala frontänden, som genom en iterativ process får ett exakt numeriskt frö. Den totala tiden som krävs för att beräkna detta exakta värde är mycket mindre än att använda en analog eller digital dator.

Online databehandling

Värdet på en hybriddator syns lätt när det finns ett behov av att hantera ekvationer i realtid.

Precis som en strikt analog enhet skulle ge snabba returer som inte är helt exakta, och en digital enhet skulle ge mer exakta svar som det skulle ta längre tid att beräkna, gör hybridmetoden att du får svar nu snarare än senare.

Dessa svar är också mer detaljerade och användbara än snabba svar från analog utrustning.

- Nackdel

I modernare tider har digitala signalprocessorer ersatt behovet av hybriddatorer.

Hybridsystem

Det är viktigt att tänka på att en riktig hybriddator inte bara är ett hybridsystem. Hybriddatorn är byggd med nödvändiga komponenter för att enheten ska kunna arbeta med hastighet och precision.

Produkter som marknadsförs som hybridsystem är inget annat än digital datorutrustning som har kompletterats med en analog-till-digital-omvandlare för ingången och en digital-till-analog-omvandlare för att hantera utgången.

Ett sådant system anses vanligen vara mindre effektivt än en riktig hybriddator.

exempel

Bensinpumparna i en bensinstation innehåller en processor som omvandlar bränsleflödesmätningen till värden som motsvarar kvantitet och pris.

I företag kan dessa datorer användas i den kemiska industrin som processkontrollsystem.

HRS-100

Ett exempel på en fristående hybriddator är HRS-100, som användes mycket under 1970-talet.

Det uppfanns och utvecklades för att studera dynamiska system i den verkliga och accelererade tidsskalan. Också för effektiv upplösning av ett brett spektrum av vetenskapliga uppgifter i USSR: s institut.

Medicinskt område

EKG, ekokardiogram, ultraljud och Holter-övervakningsmaskiner är exempel på hybriddatorer.

Många av de diagnoser som används inom det medicinska området faller inom denna kategori.

I sjukhusen för intensivvård används till exempel en analog enhet som mäter patientens blodtryck och temperatur. Dessa värden konverteras och visas på en digital display i numerisk form.

Med tanke på hastigheten med vilken hybriddatorer kan behandla data görs forskning om online-bearbetning av data.

I själva verket installerades en hybriddator vid Ohio University Center for Biomedical Engineering, där hjärtkateteriseringsdata överförs från olika sjukhus till hybriddatorn via en infraröd optisk mekanism.

Dessa data analyseras i realtid och resultaten är omedelbart tillgängliga för läkaren. Således reduceras väntetiden mellan kateteriseringsproceduren och genereringen av resultat avsevärt.

HP Envy x2

Det är en ultratin hybriddator som ger fördelen att ha två enheter inbyggda i en. Det är en bärbar dator som också kan användas som surfplatta.

Den innehåller en skärm som kan tas bort för att bli en surfplatta genom att ta bort den från tangentbordet genom en magnetisk stängning.

referenser

1. Definitioner (2019). Definitioner för hybriddator. Hämtad från: definitionions.net.
2. Wise Geek (2019). Vad är en hybriddator? Hämtad från: wisegeek.com.
3. Center for Computing History (2019). Vad är en hybriddator och varför? Hämtad från: computinghistory.org.uk.
4. Sciencing (2019). Typer av hybriddatorer. Hämtad från: sciencing.com.
5. Asba Lee (2019). Fördelarna med hybriddatorer. Hämtad från: techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Hybriddator. Hämtad från: computerhope.com.