HIBRĪDDATORI: FUNKCIJAS, VEIDI, PRIEKŠROCĪBAS, PIEMĒRI - TEHNOLOĢIJAS - 2025

Par hibrīda datori ir datori, kas ir iezīmes analogo un digitālo iekārtu. Digitālā ierīce tiek izmantota loģiski aritmētisko operāciju kontrolei un risināšanai, savukārt analogo ierīci izmanto kā diferenciālvienādojumu risinātāju.

Parasti aptuvenu sarežģītu vienādojumu risinājumu iegūst, izmantojot iteratīvās skaitliskās metodes, kurām nepieciešams liels skaits atkārtojumu, atkarībā no tā, cik laba ir gala vērtības sākotnējā "sēkla" un cik liela precizitāte ir vēlama.

Hitachi 505 analogs hibrīddators. Attēls caur philreichert.org

Analogais aprīkojums parasti ir pārsteidzoši ātrs, jo tas var atrisināt ārkārtīgi sarežģītus vienādojumus ar to, cik ātri signāls šķērso ķēdi, kas ir ievērojama gaismas ātruma daļa.

Tomēr analogo datoru precizitāte nav laba, jo tie ir ierobežoti līdz trim vai maksimāli četriem precizitātes cipariem.

No otras puses, digitālā iekārta tiek ražota tā, lai vienādojumu risinājumu panāktu gandrīz precīzi, lai arī daudz lēnāk, salīdzinot ar analogiem datoriem.

Tādējādi daudzām reālā laika operācijām šie digitālie aprēķini ir pārāk lēni, lai būtu noderīgi, taču arī analogā datora precizitāte nav pietiekama. Tātad hibrīddatoru nozīme.

raksturojums

Analogo un digitālo komponentu kombinācija

Šo datoru pamatā ir datorsistēma, kas analogās ierīces sader ar digitālajām.

Parasti datora analogie komponenti veic sarežģītus matemātiskus aprēķinus. Digitālie komponenti ir atbildīgi gan par aritmētiskajām, gan loģiskajām operācijām, kā arī tiek izmantoti sistēmas vadīšanai.

Superdatora gadījumā tas atbilst mašīnu kombinācijai, kas spēj apstrādāt digitālos un analogos signālus. Hibrīdais dators nodrošina piemērotu metodi ļoti sarežģītu simulāciju veikšanai.

Labākais no analogās un digitālās pasaules

Izveidojot šāda veida integrētu datoru, gan analogās, gan digitālās skaitļošanas priekšrocības ir viegli pieejamas.

Hibrīddators ir viennozīmīgi ātrs, kad ir jāatrisina vienādojumi, pat ja aprēķini ir ārkārtīgi sarežģīti. Tas notiek, pateicoties būtisku analogo komponentu klātbūtnei iekārtas projektēšanā.

Tāpēc hibrīddators var atrisināt vienādojumus ar tādu pašu spēju kā analogā mašīna. Turklāt digitālie elementi kalpo, lai izslēgtu vienu no pilnīgi analogās ierīces galvenajiem trūkumiem.

Salīdzinot, precizitātes diapazons analogā datorā ir ierobežots, savukārt precizitāte ar digitālo datoru ir daudz augstāka.

Integrējot elementus, kas ļauj digitālajam datoram pārsniegt trīs vai četrus precizitātes ciparus, hibrīddatošana ļauj vienādojumus apstrādāt daudz ātrāk nekā tikai ar digitālo iespēju.

Citiem vārdiem sakot, hibrīddatošana piedāvā gan ātrumu, gan precizitāti, novēršot nepieciešamību lietotājam samierināties tikai ar digitālu vai analogu datoru.

Tehniskie pielietojumi

Hibrīds aprīkojums galvenokārt ir paredzēts tehniskām vajadzībām, kur tiek apstrādāti ne tikai diskrēti dati, bet arī nepārtraukti. Tas ir, tie ļauj apstrādāt šos divu veidu datus.

Gan analogie, gan hibrīddatori ir speciāli izgatavoti datori, un to lietojumi ir iepriekš definēti projektēšanas laikā.

Veidi

2 vienā datorā

Klēpjdatoram termins "hibrīddators" tiek lietots, lai apzīmētu datoru ar diviem-vienā. Šāda veida datoru veido noņemams ekrāns un tastatūra, tādējādi apvienojot klēpjdatora un planšetdatora funkcionalitāti.

Šiem hibrīddatoriem ir datora jauda, ​​un, atvienojot tastatūru, tiem ir planšetdatora pārnesamība.

Piemēram, šo hibrīdatoru varētu izmantot, lai dienas laikā veiktu uzdevumus ar to un pēc tam atdalot ekrānu, lai baudītu to gultā, pārlūkojot Facebook un Instagram.

Lieli hibrīdi elektroniskie datori

Tie tika plaši izmantoti no 1960. līdz 80. gadu vidum, un tiem bija vairāki simti operatīvo pastiprinātāju.

Viņi atrisināja ārkārtīgi sarežģītus un plašus diferenciālvienādojumu matemātisko modeļu komplektus.

Piemēram, sešu brīvības pakāpes kosmosa lidojums, eksotermisko ķīmisko reakciju kinētika, kontroles sistēmas pārtikas pārstrādes uzņēmumiem un cilvēka imūnsupresīvā sistēma.

Universāla hibrīda sistēmas

Tie ir datori, kuriem ir raksturīga spēja izmantot dažādas lietojumprogrammas vai arī daudzu veidu problēmas.

Daudzi no šiem hibrīda datoru veidiem vienlaikus bija speciāla lietojuma sistēmas, kas bija nepilna laika hibrīda datori, kur rezultātu varēja iegūt ar noteiktu ātrumu.

Hibrīdi, īpaši datori

Tajās ietilpst statiskas programmas, kuras nevar pielāgot. Parasti tos iestrādā fiziskās sistēmās, kuras parasti izmanto kā apakšsistēmas simulatorus, funkciju kontrolierus vai izvades analizatorus.

Piemēram, pneimatiskais dators izmanto gaisa pūtējus un sprauslas, lai ģenerētu precīzu ieejas signālu reizināšanas, dalīšanas vai kvadrātsaknes funkcijas, kodējot datus kā gaisa spiedienu.

Priekšrocības un trūkumi

- Priekšrocība

Ātrums

Šiem datoriem ir milzīgs skaitļošanas ātrums, pateicoties analogās sistēmas piedāvātajai konfigurācijai. Tas ir diezgan noderīgi, meklējot skaitliskus diferenciālvienādojumu rezultātus, piemēram, lidojuma simulācijas gadījumā.

Šiem nolūkiem tika izmantotas analogās sistēmas, jo tās bija ātrākas nekā digitālie datori, nodrošinot risinājumus mazāk laika. Tomēr šo rezultātu precizitāte bija apšaubāma.

Tādējādi hibrīddators nodrošina ātrus un precīzus rezultātus, jo tie ir ārkārtīgi lieli, mēģinot reālajā laikā atrisināt sarežģītus vienādojumus, un ir svarīgi rezultātus iegūt uzreiz.

Liela precizitāte

Rezultāti, kas iegūti, izmantojot hibrīdu aprīkojumu, izrādās daudz precīzāki un izdevīgāki nekā iepriekšējo mašīnu rezultāti. Tas ir saistīts ar hibrīda datora digitālo komponentu.

Izmantojot hibrīddatoru, "sākotnējās" vērtības tiek ģenerētas ātri, lai arī nav matemātiski precīzas, jo šī vērtība tiek sasniegta ar analogās skaitļošanas priekšējo daļu.

Šī vērtība tiek nosūtīta uz digitālo priekšējo daļu, kas iteratīvā procesā iegūst precīzu skaitlisku vērtību. Kopējais laiks, kas vajadzīgs, lai aprēķinātu šo precīzo vērtību, ir daudz mazāks, nekā izmantojot analogo vai tikai digitālo datoru.

Datu apstrāde tiešsaistē

Hibrīda datora vērtību var viegli pamanīt, kad ir jāpārvalda vienādojumi reālā laikā.

Tāpat kā stingri analoga ierīce nodrošinātu ātru atdošanu, kas nav pilnīgi precīza, un digitālā ierīce sniegtu precīzākas atbildes, kuru aprēķināšana prasītu ilgāku laiku, hibrīda pieeja ļauj jums saņemt atbildes tagad, nevis vēlāk.

Šīs atbildes ir arī detalizētākas un noderīgākas nekā analogās iekārtas sniegtās ātras atbildes.

- Trūkums

Mūsdienīgākā laikā digitālo signālu procesori ir aizstājuši vajadzību pēc hibrīddatoriem.

Hibrīda sistēma

Ir svarīgi ņemt vērā, ka īsts hibrīddators nav vienkārši hibrīda sistēma. Hibrīdais dators ir veidots ar nepieciešamajiem komponentiem, lai ierīce varētu darboties ātri un precīzi.

Produkti, kas tiek pārdoti kā hibrīdas sistēmas, nav nekas cits kā digitālais datoru aprīkojums, kas ir papildināts ar analog-to-digital pārveidotāju ievadei un digitālo-analogo pārveidotāju, lai pārvaldītu izvadi.

Šāda sistēma parasti tiek uzskatīta par mazāk efektīvu nekā īsts hibrīddators.

Piemēri

Degvielas sūkņos degvielas uzpildes stacijā ir procesors, kas pārveido degvielas plūsmas mērījumus vērtībās, kas atbilst daudzumam un cenai.

Uzņēmējdarbībā šos datorus var izmantot ķīmiskajā rūpniecībā kā procesu vadības sistēmas.

HRS-100

Autonoma hibrīda datora piemērs ir HRS-100, kas tika plaši izmantots 70. gados.

Tas tika izgudrots un izstrādāts, lai pētītu dinamiskās sistēmas reālā un paātrinātā laika skalā. Arī efektīvai plaša spektra zinātnisko uzdevumu risināšanai PSRS institūtos.

Medicīnas zona

Hibrīdatoru piemēri ir EKG, ehokardiogramma, ultraskaņa un Holtera monitoringa mašīnas.

Šajā kategorijā ietilpst daudzas no medicīnā izmantotajām diagnozēm.

Piemēram, slimnīcu intensīvās terapijas nodaļā tiek izmantota analogā ierīce, kas mēra pacienta asinsspiedienu un temperatūru. Šīs vērtības tiek konvertētas un parādītas digitālā displejā ciparu formā.

Ņemot vērā ātrumu, ar kādu hibrīddatori var apstrādāt datus, tiek veikti pētījumi par datu apstrādi tiešsaistē.

Faktiski hibrīddators tika uzstādīts Ohaio Universitātes Biomedicīnas inženierijas centrā, kur sirds kateterizācijas dati no dažādām slimnīcām tiek pārsūtīti uz hibrīdatoru, izmantojot infrasarkano optisko mehānismu.

Šie dati tiek analizēti reālā laikā, un rezultāti ir nekavējoties pieejami ārstam. Tādējādi gaidīšanas periods starp kateterizācijas procedūru un rezultātu iegūšanu ir ievērojami samazināts.

HP Envy x2

Tas ir īpaši plāns hibrīds personālais dators, kas nodrošina priekšrocības, ja vienā ierīcē ir iebūvētas divas ierīces. Tas ir klēpjdators, ko var izmantot arī kā planšetdatoru.

Tajā ir ekrāns, kuru var noņemt, lai kļūtu par planšetdatoru, atdalot to no tastatūras, izmantojot magnētisko aizbāzni.

Atsauces

1. Definīcijas (2019). Hibrīddatora definīcijas. Paņemts no: defines.net.
2. Gudrais Geeks (2019). Kas ir hibrīdators? Paņemts no: wisgeek.com.
3. Skaitļošanas vēstures centrs (2019). Kas ir hibrīdators un kāpēc? Iegūts no: computinghistory.org.uk.
4. Zinātne (2019). Hibrīddatoru veidi. Paņemts no: sciencing.com.
5. Asba Lī (2019). Hibrīddatoru priekšrocības. Paņemts no: techwalla.com.
6. Datoru cerība (2019). Hibrīds dators. Paņemts no: computerhope.com.