当今的数字世界主要有三种类型的计算机:模拟计算机、数字计算机和混合计算机。在本文中,我们将了解混合计算机的示例和混合计算机的用途以及模拟计算机、数字计算机和混合计算机之间的区别.
混合计算机是一种同时具有模拟计算机和数字计算机特点的计算机。在解释和理解混合计算机的用途和示例之前,您必须知道什么是模拟计算机或数字计算机?让我们通过简单的方式了解一下。
模拟计算机仅用于处理模拟数据。它连续处理数据,即不间断地测量温度、血压、电压、深度等。它测量物理量的连续变化。
例如,汽车的车速表通过温度计测量速度、体内温度变化,并通过体重机测量我们的体重。
在模拟计算机中,数据是通过仪器接受并直接测量的,因此不需要将数字转换为代码。模拟计算机是第一代计算机,即计算世界的开端。
数字计算机以数字和非数字形式处理数据。它可以执行算术运算,例如加法、出现、减法、乘法或除法以及所有类型的逻辑(数学)运算。
如今,市场上的大多数计算机都是数字计算机。数字计算机最好的例子是——会计机和计算器。
区别:数字计算机的输出结果比模拟计算机更准确。另一方面,模拟计算机的执行速度比数字计算机快得多。此外,您还可以以表格形式了解模拟计算机、数字计算机和混合计算机之间的差异。
混合计算机是使用不同的量特征(即模拟和数字特征)构建的多个电子计算机单元的组合体,并由单个控制系统联合起来。
设计混合计算机的目的是提供模拟和数字设备都具有的功能和特性。
这种组合模型(混合系统)旨在创建一个能够提供两种类型计算机的最佳性能的工作单元。混合计算机在驱动方程时速度非常快,即使这些计算非常复杂。
伙计们,如您所知,混合计算机是模拟计算机和数字计算机的组合。数字组件通常充当控制器并准备逻辑和数字运算。相反,模拟组件通常充当许多微分方程和其他数学复杂方程的求解器。
由于计算机的两种特性都由单一的混合系统组成,使得解决过于复杂的计算或问题成为可能,同时,这些设备不仅过于昂贵,而且能够更快地解决复杂的问题。
将模拟和数字计算机的特性合并到混合计算机中可以立即求解更复杂的方程。
换句话说,正如我们所知,速度和精度都在单一混合系统中实现;因此,用户几乎没有义务选择一个选项。
混合计算机最显着的优点之一是它的制造速度可以提高并且输出可以更加纯净。
第一个桌面混合计算系统是 Hycom 250,由 Packard Bell 于 1961 年发布。
*请记住,混合系统和混合计算机并不相同。让我们知道,混合系统用于将信号从模拟转换为数字,而混合计算机同时处理模拟和数字以提供输出。
数字系统固有的高精度和最可接受的速度以及同时管理、处理和编程的多种可能性。
与模拟系统固有的受监控设备直接交互。
混合计算机中缺乏关键节点对物理量的额外转换,这限制了采样中的暂时延迟和错误。
相对少量的简单元件实现了复杂的功能依赖性,是模拟系统所固有的。
混合系统有效地解决了以下任务和用途:
对实时自动系统控制进行建模,包含模拟和数字设备的功能。
它用于医院的 ICU(重症监护病房)。
应用于船舶、国防部门、航空业以及雷达系统等领域。
在实时过程中发挥作用,包括高频成分和变量,在很大范围和频率范围内变化。
水泥厂和加油站等工厂。
生物系统建模。
数字机器,如超声波机、CT 扫描机和 ATM。
统计建模。
偏导数方程的解。
控制系统的优化。
第一组的代表性任务之一是对轧机控制系统进行建模。在这种情况下,模拟计算机再现工厂中的动态过程并管理引擎,该引擎被建模为特定程序的 CVM 通用目的。
当您尝试在数字计算机上完全模拟超快数字计算机应用所需的实际时间时,轧机驱动器中的瞬态过程持续时间短,并且大量变量相互连接,这种精确建模是最关键的,快速过程,首先确定采样误差。
此类任务还代表对军事目标的控制,例如雷达等防空系统或军队改革。
每当我们谈论混合计算机或系统时,我们谈论的是由模拟计算机和数字计算机的最佳功能组成的特定类型的系统。它的工作原理类似于模拟计算机的速度,而内存和进程管理则由数字计算机处理。
混合计算机主要用作同时进行模拟和数字数据处理的专用应用。
汽车汽油泵就是混合动力计算机的例子,该装置安装在汽油泵上不仅可以测量汽油量,还可以计算其值,这样它就具有两种功能,即混合功能。
另一个混合计算机的例子是医院 ICU 中的设备。
温度计(混合设备)用于测量患者的血压、心跳、体温等,然后将数值转换为数字形式显示在屏幕上。汽车中使用的车速表也是混合计算机的一个例子。
通过创建这种类型的集成计算机,可以轻松获得模拟和数字计算的优势。即使计算非常复杂,混合计算机在控制方程时速度也非常快。
这一优势是通过将模拟组件融入到设备设计中来实现的。
尽管混合计算机处理方程的速度与模拟计算机一样快,但数字组件有助于消除纯模拟设备的重大缺点之一。模拟计算机的精度有限,而数字计算机的精度要高得多.
通过整合允许数字计算机超出模拟设备中常见的三到四位数精度的组件,混合计算可以更快地处理方程。
换句话说,混合计算同时提供速度和准确性,无需满足于一种或另一种优势。
混合计算机的价值显而易见,哪里需要实时驱动方程。严格的模拟设备将提供可能不完全准确的快速响应,而数字设备将提供更准确的答案,但需要更长的时间来计算。混合方法允许立即解决而不是稍后解决。
同时,这些答案更详细,因此比模拟计算机提供的快速答案更有用。
混合计算机示例有一些局限性:-
混合计算机仅用于执行特定(特定领域)任务。
混合计算机有点贵。
这些计算机的硬件很复杂,因为这些计算机必须将数字信号转换为模拟信号,并将模拟信号转换为数字信号。
要运行这些计算机,必须完全了解其软件。