HIBRIT BILGISAYARLAR: ÖZELLIKLER, TÜRLER, AVANTAJLAR, ÖRNEKLER - TEKNOLOJI - 2025

Melez bilgisayarlar analog ve dijital makinelerin özelliklerine sahip bilgisayarlardır. Dijital cihaz, mantıksal-aritmetik işlemleri kontrol etmek ve çözmek için kullanılırken, analog cihaz diferansiyel denklemler için bir çözücü olarak kullanılır.

Genel olarak, karmaşık denklemlerin yaklaşık bir çözümü, nihai değerin başlangıç ​​"tohumunun" ne kadar iyi olduğuna ve ne kadar kesinlik istendiğine bağlı olarak çok sayıda yineleme gerektiren yinelemeli sayısal yöntemler kullanılarak elde edilir.

Hitachi 505 analog hibrit bilgisayar. Philreichert.org üzerinden görüntü

Analog ekipman tipik olarak şaşırtıcı derecede hızlıdır, çünkü sinyalin ışık hızının kayda değer bir kısmı olan devrede ne kadar hızlı ilerlediğiyle ilgili son derece karmaşık denklemleri çözebilir.

Ancak, analog bilgisayarların hassasiyeti iyi değildir, üç veya maksimum dört basamaklı hassasiyetle sınırlıdır.

Öte yandan dijital ekipman, analog bilgisayarlara göre çok daha yavaş olmasına rağmen, denklemlerin çözümü neredeyse kesin bir hassasiyete getirilecek şekilde üretilmektedir.

Bu nedenle, birçok gerçek zamanlı işlem için, bu dijital hesaplamalar yararlı olamayacak kadar yavaştır, ancak bir analog bilgisayarın hassasiyeti de yeterli değildir. Bu nedenle hibrit bilgisayarların önemi.

karakteristikleri

Analog ve dijital bileşenlerin kombinasyonu

Bu bilgisayarlar, analog cihazları dijital olanlarla eşleştiren bir bilgisayar sistemine dayanmaktadır.

Tipik olarak, bilgisayarın analog bileşenleri karmaşık matematiksel hesaplamalar yapar. Dijital bileşenler hem aritmetik hem de mantıksal işlemlerden sorumludur ve sistemi kontrol etmek için kullanılır.

Bir süper bilgisayar durumunda, dijital ve analog sinyalleri işleyebilen makinelerin bir kombinasyonuna karşılık gelir. Karma bir bilgisayar, oldukça karmaşık simülasyonları gerçekleştirmek için uygun bir yöntem sağlar.

Analog ve dijital dünyanın en iyisi

Bu tür bir entegre bilgisayar oluşturularak, hem analog hem de dijital bilgi işlemin faydaları kolayca elde edilebilir.

Hesaplamalar son derece karmaşık olsa bile, denklem çözme söz konusu olduğunda hibrit bir bilgisayar son derece hızlıdır. Bu, ekipmanın tasarımı için gerekli analog bileşenlerin varlığı sayesindedir.

Bu nedenle, hibrit bilgisayar denklemleri bir analog makineyle aynı beceriyle çözebilir. Ek olarak, dijital öğeler, tamamen analog bir cihazın ana dezavantajlarından birini dışlamaya hizmet eder.

Karşılaştırmalı olarak, bir analog bilgisayardaki hassasiyet aralığı sınırlıyken, dijital bir bilgisayardaki hassasiyet çok daha yüksektir.

Bir dijital bilgisayarın üç veya dört basamaklı hassasiyeti aşmasını mümkün kılan unsurları entegre ederek, karma hesaplama denklemlerin tek başına dijital seçeneğe göre çok daha hızlı bir şekilde ele alınmasını sağlar.

Diğer bir deyişle, hibrit bilgi işlem hem hız hem de doğruluk sunarak kullanıcının yalnızca dijital veya analog bir bilgisayara razı olma ihtiyacını ortadan kaldırır.

Teknik uygulamalar

Hibrit ekipman, esasen yalnızca ayrı verilerin değil, aynı zamanda sürekli olarak işlendiği teknik uygulamalar için tasarlanmıştır. Yani, bu iki tür verinin işlenmesine izin verirler.

Hem analog hem de hibrit bilgisayarlar amaca yönelik olarak oluşturulmuş bilgisayarlardır ve uygulamaları tasarım sırasında önceden tanımlanmıştır.

Türleri

2'si 1 Arada PC

Bir dizüstü bilgisayar için "hibrit bilgisayar" terimi, 2'si 1 arada bir PC'ye atıfta bulunmak için kullanılır Bu tür bir PC, çıkarılabilir bir ekran ve klavyeden oluşur, böylece bir dizüstü bilgisayarın ve bir tabletin işlevselliğini birleştirir.

Bu hibrit bilgisayarlar bir bilgisayar gücüne sahip olup ayrıca klavye bağlantısını keserek tablet taşınabilirliğine de sahiptirler.

Örneğin, bu karma bilgisayar gün içinde onunla görevleri gerçekleştirmek için kullanılabilir ve ardından Facebook ve Instagram'da yatakta gezinirken keyfini çıkarmak için ekranı ayırarak kullanılabilir.

Büyük hibrit elektronik bilgisayarlar

1960'lardan 1980'lerin ortalarına kadar yoğun bir şekilde kullanıldılar ve birkaç yüz operasyonel amplifikatörleri vardı.

Diferansiyel denklemlerin son derece karmaşık ve kapsamlı matematiksel modellerini çözdüler.

Örneğin, altı serbestlik dereceli uzay uçuşları, ekzotermik kimyasal reaksiyonların kinetiği, gıda işleme tesisleri için kontrol sistemleri ve insan immünosupresif sistemi.

Genel amaçlı hibrit sistemler

Farklı uygulamaları kullanabilme veya çok sayıda problemi çözme özelliğine sahip bilgisayarlardır.

Bu tür hibrit bilgisayarların çoğu bir zamanlar özel amaçlı sistemlerdi ve sonucun belirli bir hızda elde edilebildiği yarı zamanlı hibrit bilgisayarlardı.

Hibrit Ayrılmış Bilgisayarlar

Ayarlanamayan statik programları içerirler. Genellikle alt sistem simülatörleri, işlev denetleyicileri veya çıktı çözümleyicileri olarak kullanılan fiziksel sistemlere gömülüdürler.

Örneğin, pnömatik bilgisayar, verileri hava basıncı olarak kodlayarak giriş sinyallerinin hassas çarpımı, bölmesi veya karekök işlevlerini oluşturmak için hava körükleri ve nozulları kullanır.

Avantajlar ve dezavantajlar

- Avantaj

hız

Bu bilgisayarlar, analog sistemin sunduğu konfigürasyon sayesinde muazzam bir hesaplama hızına sahiptir. Bu, uçuş simülasyonunda olduğu gibi diferansiyel denklemler için sayısal sonuçlar ararken oldukça kullanışlıdır.

Bu amaçla analog sistemler, dijital bilgisayarlara göre daha hızlı oldukları ve daha kısa sürede çözüm sağladıkları için kullanılmıştır. Ancak, bu sonuçların doğruluğu şüphelidir.

Bu nedenle, bir hibrit bilgisayar, hızlı ve doğru sonuçlar sağlar, karmaşık denklemleri gerçek zamanlı olarak çözmeye çalışırken büyük fayda sağlar ve sonuçları anında elde etmek esastır.

Büyük hassasiyet

Hibrit ekipmanla elde edilen sonuçlar, önceki makinelere göre çok daha doğru ve daha karlı çıkıyor. Bu, hibrit bilgisayarın dijital bileşeninden kaynaklanmaktadır.

Hibrit bilgisayar ile "tohum" değerleri, matematiksel olarak kesin olmasa da hızlı bir şekilde üretilir, çünkü bu değer analog hesaplamanın ön ucuyla elde edilir.

Bu değer, yinelemeli bir işlemle kesin bir sayısal çekirdek elde eden dijital ön uca gönderilir. Bu kesin değeri hesaplamak için gereken toplam süre, yalnızca analog veya dijital bir bilgisayar kullanmaktan çok daha azdır.

Çevrimiçi veri işleme

Bir hibrit bilgisayarın değeri, denklemleri gerçek zamanlı olarak yönetmeye ihtiyaç duyulduğunda kolayca görülebilir.

Tıpkı tamamen analog bir cihazın, tamamen doğru olmayan hızlı geri dönüşler sağlayacağı ve dijital bir cihazın hesaplanması daha uzun sürecek daha doğru yanıtlar sağlayacağı gibi, hibrit yaklaşım da yanıtları daha sonra değil, şimdi almanıza olanak tanır.

Bu cevaplar ayrıca analog cihaz tarafından sağlanan hızlı cevaplardan daha detaylı ve kullanışlıdır.

- Dezavantaj

Daha modern zamanlarda, dijital sinyal işlemcileri hibrit bilgisayar ihtiyacının yerini aldı.

Hibrit sistem

Gerçek bir hibrit bilgisayarın sadece hibrit bir sistem olmadığını dikkate almak önemlidir. Hibrit bilgisayar, cihazın hızlı ve hassas bir şekilde çalışmasını sağlamak için gerekli bileşenlerle oluşturulmuştur.

Hibrit sistemler olarak pazarlanan ürünler, giriş için analogdan dijitale dönüştürücü ve çıkışı yönetmek için dijitalden analoğa dönüştürücü ile desteklenen dijital bilgisayar ekipmanından başka bir şey değildir.

Böyle bir sistem tipik olarak gerçek bir hibrit bilgisayardan daha az verimli olarak kabul edilir.

Örnekler

Bir servis istasyonundaki gaz pompaları, yakıt akışı ölçümünü miktar ve fiyata karşılık gelen değerlere dönüştüren bir işlemci içerir.

İş dünyasında, bu bilgisayarlar kimya endüstrisinde proses kontrol sistemleri olarak kullanılabilir.

HRS-100

Bağımsız bir hibrit bilgisayar örneği, 1970'lerde yoğun olarak kullanılan HRS-100'dür.

Dinamik sistemleri gerçek ve hızlandırılmış zaman ölçeğinde incelemek için icat edildi ve geliştirildi. Ayrıca SSCB enstitülerinde çok çeşitli bilimsel görevlerin verimli bir şekilde çözülmesi için.

Tıbbi alan

EKG, ekokardiyogram, ultrason ve Holter izleme makineleri hibrit bilgisayarlara örnektir.

Tıp alanında kullanılan teşhislerin çoğu bu kategoriye girer.

Örneğin hastanelerin Yoğun Bakım Ünitesinde hastanın tansiyonunu ve sıcaklığını ölçen analog bir cihaz kullanılmaktadır. Bu değerler dönüştürülür ve sayısal biçimde dijital bir ekranda görüntülenir.

Hibrit bilgisayarların verileri işleyebilme hızı göz önünde bulundurularak, verilerin çevrimiçi olarak işlenmesi konusunda araştırmalar yapılmaktadır.

Aslında, Ohio Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği Merkezi'ne, kardiyak kateterizasyon verilerinin kızılötesi optik bir mekanizma aracılığıyla farklı hastanelerden hibrit bilgisayara iletildiği bir hibrit bilgisayar kuruldu.

Bu veriler gerçek zamanlı olarak analiz edilir ve sonuçlar hemen doktora sunulur. Böylece, kateterizasyon prosedürü ile sonuçların oluşturulması arasındaki bekleme süresi önemli ölçüde kısalır.

HP Envy x2

Birinde iki cihaza sahip olmanın avantajını sağlayan ultra ince hibrit bir kişisel bilgisayardır. Tablet olarak da kullanılabilen bir dizüstü bilgisayardır.

Manyetik bir kapakla klavyeden çıkarılarak tablet haline gelmek için çıkarılabilen bir ekran içerir.

Referanslar

1. Tanımlar (2019). Hibrit Bilgisayar Tanımları. Alındığı kaynak: definitions.net.
2. Bilge Geek (2019). Hibrit Bilgisayar nedir? Alındığı: wisegeek.com.
3. Hesaplama Tarihi Merkezi (2019). Hibrit Bilgisayar Nedir ve Neden? Bilgisayardan alınmıştır: computinghistory.org.uk.
4. Bilim (2019). Hibrit Bilgisayar Türleri. Alındığı: sciencing.com.
5. Asba Lee (2019). Hibrit Bilgisayarların Avantajları. Alındığı: techwalla.com.
6. Bilgisayar Umut (2019). Hibrit bilgisayar. Bilgisayardan alınmıştır: computerhope.com.