Il computer ibridi Sono apparecchiature che presentano peculiarità di macchine analogiche e digitali. Il dispositivo digitale viene utilizzato per controllare e risolvere operazioni logico-aritmetiche, mentre il dispositivo analogico viene utilizzato come risolutore di equazioni differenziali..
Generalmente, una soluzione approssimativa di equazioni complesse si ottiene utilizzando metodi numerici iterativi, che richiedono un gran numero di iterazioni, a seconda di quanto è buono il "seme" iniziale del valore finale e di quanta precisione si desidera..
Le apparecchiature analogiche sono tipicamente sorprendentemente veloci, perché possono risolvere equazioni estremamente complicate con la velocità con cui il segnale viaggia attraverso il circuito, che è una parte rispettabile della velocità della luce..
Tuttavia, la precisione dei computer analogici non è buona, essendo limitata a tre o al massimo quattro cifre di precisione..
D'altra parte, l'apparecchiatura digitale è prodotta in modo che la soluzione delle equazioni sia portata a una precisione quasi esatta, sebbene molto più lenta rispetto ai computer analogici..
Pertanto, per molte operazioni in tempo reale, questi calcoli digitali sono troppo lenti per essere utilizzati, ma neanche la precisione di un computer analogico è sufficiente. Da qui l'importanza dei computer ibridi.
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Questi computer sono basati su un sistema informatico che abbina i dispositivi analogici con quelli digitali.
In genere, i componenti analogici del computer eseguono calcoli matematici complessi. I componenti digitali sono responsabili sia delle operazioni logiche che aritmetiche, oltre ad essere utilizzati per controllare il sistema.
Nel caso di un supercomputer, corrisponde a una combinazione di macchine in grado di elaborare segnali digitali e analogici. Un computer ibrido fornisce un metodo adatto per eseguire simulazioni altamente complesse.
Creando questo tipo di computer embedded, i vantaggi dell'elaborazione analogica e digitale sono prontamente disponibili..
Un computer ibrido è incredibilmente veloce quando si tratta di risolvere equazioni, anche se i calcoli sono immensamente complessi. Questo è così grazie alla presenza di componenti analogici essenziali per il design delle apparecchiature.
Pertanto, il computer ibrido può risolvere equazioni con la stessa capacità di una macchina analogica. Inoltre, gli elementi digitali servono ad escludere uno dei principali inconvenienti di un dispositivo totalmente analogico..
In termini comparativi, la gamma di precisione in un computer analogico è limitata, mentre la precisione con un computer digitale è molto più alta..
Con l'integrazione degli elementi che consentono a un computer digitale di superare di gran lunga le tre o quattro cifre di precisione, il calcolo ibrido consente di gestire le equazioni molto più rapidamente rispetto alla sola opzione digitale..
In altre parole, il calcolo ibrido offre velocità e precisione, eliminando la necessità per l'utente di accontentarsi solo di un computer digitale o analogico..
L'apparecchiatura ibrida è essenzialmente destinata ad applicazioni tecniche in cui vengono gestiti non solo dati discreti, ma anche continui. Cioè, consentono il trattamento di questi due tipi di dati.
Sia i computer analogici che quelli ibridi sono computer per uno scopo specifico e le loro applicazioni sono definite in precedenza al momento della progettazione..
Per un laptop, il termine "computer ibrido" viene utilizzato per indicare un PC 2 in 1. Questo tipo di PC è costituito da uno schermo e da una tastiera rimovibili, combinando così le funzionalità di un laptop e di un tablet..
Questi computer ibridi hanno la potenza di un computer e inoltre, scollegando la tastiera, hanno la portabilità di un tablet.
Ad esempio, questo computer ibrido potrebbe essere utilizzato per eseguire attività con esso durante il giorno e quindi separando lo schermo per poterlo godere a letto navigando su Facebook e Instagram.
Sono stati ampiamente utilizzati dagli anni '60 alla metà degli anni '80. Avevano diverse centinaia di amplificatori operazionali..
Hanno risolto insiemi enormemente complessi ed estesi di modelli matematici di equazioni differenziali.
Ad esempio, il volo spaziale a sei gradi di libertà, la cinetica delle reazioni chimiche esotermiche, i sistemi di controllo per gli impianti di lavorazione degli alimenti e il sistema immunosoppressivo umano..
Sono computer che hanno la caratteristica di poter utilizzare diverse applicazioni o di poter risolvere numerosi tipi di problemi.
Molti di questi tipi di computer ibridi erano un tempo sistemi per scopi speciali, essendo computer ibridi part-time in cui il risultato poteva essere ottenuto a una certa velocità..
Includono programmi statici che non possono essere modificati. Sono tipicamente incorporati in sistemi fisici comunemente usati come simulatori di sottosistemi, controllori di funzioni o analizzatori di output..
Ad esempio, il computer pneumatico utilizza soffietti d'aria e ugelli per generare funzioni precise di moltiplicazione, divisione o radice quadrata dei segnali di ingresso, codificando i dati come pressioni d'aria..
Questi computer hanno un'enorme velocità di calcolo grazie alla configurazione offerta dal sistema analogico. Ciò è molto utile quando si cercano risultati numerici per equazioni differenziali, come nel caso della simulazione di volo.
Per questi scopi, sono stati utilizzati sistemi analogici perché sono più veloci dei computer digitali, fornendo soluzioni in meno tempo. Tuttavia, l'accuratezza di questi risultati era discutibile..
Pertanto, un computer ibrido facilita risultati rapidi e precisi, essendo di immensa utilità quando si cerca di risolvere equazioni complesse in tempo reale ed è essenziale per ottenere i risultati istantaneamente.
I risultati ottenuti con l'attrezzatura ibrida risultano essere molto più accurati e più redditizi rispetto a quelli delle macchine precedenti. Ciò è dovuto alla componente digitale del computer ibrido.
Con il computer ibrido, i valori "seed" vengono generati rapidamente, anche se senza essere matematicamente precisi, poiché questo valore si ottiene con il front-end del calcolo analogico..
Questo valore viene inviato al front end digitale, che attraverso un processo iterativo ottiene un seme numerico preciso. Il tempo totale necessario per calcolare questo valore preciso è molto inferiore rispetto all'utilizzo di un computer solo analogico o digitale.
Il valore di un computer ibrido è facilmente visibile quando è necessario gestire le equazioni in tempo reale.
Proprio come un dispositivo strettamente analogico fornirebbe ritorni rapidi che non sono del tutto accurati e un dispositivo digitale fornirebbe risposte più accurate che richiederebbero più tempo per il calcolo, l'approccio ibrido consente risposte ora piuttosto che dopo..
Queste risposte sono anche più dettagliate e utili delle risposte rapide fornite dalle apparecchiature analogiche..
In tempi più moderni, i processori di segnali digitali hanno sostituito la necessità di computer ibridi.
È importante considerare che un vero computer ibrido non è semplicemente un sistema ibrido. Il computer ibrido è costruito con i componenti necessari per consentire al dispositivo di funzionare con velocità e precisione..
I prodotti commercializzati come sistemi ibridi non sono altro che apparecchiature informatiche digitali che sono state integrate con un convertitore analogico-digitale per l'ingresso e un convertitore digitale-analogico per gestire l'uscita..
Un tale sistema è normalmente considerato meno efficiente di un vero computer ibrido..
Le pompe di benzina in una stazione di servizio contengono un processore che converte la misurazione del flusso di carburante in valori corrispondenti alla quantità e al prezzo.
Negli affari, questi computer possono essere utilizzati nell'industria chimica come sistemi di controllo del processo.
Un esempio di computer ibrido autonomo è l'HRS-100, ampiamente utilizzato negli anni '70..
È stato inventato e sviluppato per studiare sistemi dinamici su scala temporale reale e accelerata. Anche per la risoluzione efficiente di una vasta gamma di compiti scientifici negli istituti dell'URSS.
Elettrocardiografi, ecocardiogramma, ecografi e macchine per il monitoraggio Holter sono esempi di computer ibridi.
Molte delle diagnosi utilizzate in campo medico rientrano in questa categoria..
Ad esempio, nell'Unità di Terapia Intensiva degli ospedali viene utilizzato un dispositivo analogico per misurare la pressione sanguigna e la temperatura del paziente. Questi valori vengono convertiti e visualizzati su un display digitale in forma numerica..
Considerando la velocità con cui i computer ibridi possono elaborare i dati, si sta conducendo una ricerca sull'elaborazione dei dati online.
Infatti, un computer ibrido è stato installato presso l'Ohio University Center for Biomedical Engineering, dove i dati della cateterizzazione cardiaca vengono trasmessi da diversi ospedali al computer ibrido, attraverso un meccanismo ottico a infrarossi..
Questi dati vengono analizzati in tempo reale ei risultati vengono immediatamente messi a disposizione del medico. Pertanto, il periodo di attesa tra la procedura di cateterizzazione e la generazione dei risultati è notevolmente ridotto..
È un personal computer ibrido ultrasottile che offre il vantaggio di avere due dispositivi integrati in uno. È un laptop che può essere utilizzato anche come tablet.
Contiene uno schermo che può essere rimosso per diventare un tablet, staccandolo dalla tastiera tramite una chiusura magnetica.
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