ORDINADORS HÍBRIDES: CARACTERÍSTIQUES, TIPUS, AVANTATGES, EXEMPLES - TECNOLOGIA - 2026

Les computadores híbrides són equips que presenten particularitats de màquines analògiques i digitals. El dispositiu digital s'utilitza per controlar i per resoldre operacions lògic-aritmètiques, mentre que el dispositiu analògic s'usa com solucionador d'equacions diferencials.

Generalment, una solució aproximada d'equacions complexes s'obté utilitzant mètodes numèrics iteratius, que requereixen un gran nombre d'iteracions, depenent de com de bona sigui la «llavor» inicial de la valor final i quanta precisió es desitja.

Ordinador híbrida analògica Hitachi 505. Imatge via philreichert.org

Habitualment, els equips analògics són sorprenentment ràpids, perquè poden resoldre equacions d'immensa complicació amb la rapidesa amb la qual el senyal recorre el circuit, que és una porció respectable de la velocitat de la llum.

No obstant això, la precisió de les computadores analògiques no és bona, estant limitades a tres o màxim 4 dígits de precisió.

D'altra banda, els equips digitals es fabriquen perquè la solució de les equacions sigui duta a una precisió gairebé exacta, encara que de forma molt més lenta si es compara amb els ordinadors analògiques.

Així, per a moltes operacions en temps real, aquests càlculs digitals tenen una velocitat massa lenta perquè siguin d'utilitat, però la precisió d'un ordinador analògica tampoc és suficient. D'aquí la importància de les computadores híbrides.

Característiques

Combinació de components analògics i digitals

Aquestes ordinadors es basen en un sistema informàtic que s'ajusta dispositius analògics amb digitals.

Típicament, els components analògics de l'ordinador operen els càlculs matemàtics complexos. Els components digitals s'encarreguen tant de les operacions lògiques com aritmètiques, a més de ser utilitzats per controlar el sistema.

En el cas d'una superordinador, correspon a una combinació de màquines capaces de processar senyals digitals i analògiques. Un equip informàtic híbrid brinda un mètode adequat per a realitzar simulacions de gran complexitat.

El millor de el món analògic i digital

A l'crear-se aquest tipus d'ordinador integrada estan fàcilment disponibles els beneficis de la computació tant analògica com digital.

Un ordinador híbrida és enormement ràpida quan es refereix a resoldre equacions, fins i tot si els càlculs són immensament complexos. Això és així gràcies a la presència de components analògics essencials a el disseny de l'equip.

Per tant, l'ordinador híbrida pot resoldre equacions amb la mateixa aptitud que una màquina analògica. Addicionalment, els elements digitals serveixen per excloure un dels principals inconvenients d'un aparell totalment analògic.

En termes comparatius, el rang de precisió en un ordinador analògica és limitat, mentre que la precisió amb un ordinador digital és molt més gran.

Amb la integració dels elements que fan possible que un ordinador digital pugui superar amb escreix els tres o quatre dígits de precisió, la computació híbrida permet gestionar equacions molt més ràpidament que amb només l'opció digital.

En altres paraules, la informàtica híbrida ofereix tant velocitat com precisió, el que elimina la necessitat que l'usuari s'hagi de conformar amb només un ordinador digital o analògica.

aplicacions tècniques

Els equips híbrids es destinen essencialment per a aplicacions tècniques en què es manegen no només dades discretes, sinó també continus. És a dir, permeten el processament d'aquests dos tipus de dades.

Tant les computadores analògiques com les híbrides són computadores per a un propòsit específic i les seves aplicacions ja es troben prèviament definides a al moment del seu disseny.

tipus

PC 2 en 1

Per un ordinador portàtil s'utilitza el terme «ordinador híbrida» per fer referència a a un PC 2 en 1. Aquest tipus de PC el componen una pantalla i un teclat desmuntables, combinant així la funcionalitat d'un ordinador portàtil i d'una tauleta.

Aquestes ordinadors híbrides tenen el poder d'un ordinador i addicionalment, a l'desconnectar el teclat, tenen la portabilitat d'una tauleta.

Per exemple, es podria utilitzar aquest ordinador híbrida per realitzar tasques amb ella durant el dia i després separant la pantalla poder gaudir-la en el llit navegant a Facebook i Instagram.

Ordinadors electròniques híbrides grans

Es van utilitzar considerablement des de la dècada de 1960 fins a mitjans de la dècada de 1980. Posseïen diversos centenars d'amplificadors operacionals.

Resolien conjunts enormement complexos i extensos de models matemàtics d'equacions diferencials.

Per exemple, vols espacials de sis graus de llibertat, cinètica de les reaccions químiques exotèrmiques, sistemes de control per a plantes de processament d'aliments i el sistema immunosupressor humà.

Sistemes híbrids d'ús general

Són ordinadors que tenen com a característica poder utilitzar diferents aplicacions o de poder resoldre nombrosos tipus de problemes.

Moltes d'aquest tipus d'ordinadors híbrides van ser en algun moment sistemes de propòsit especial, sent equips híbrids a temps parcial en on es podia obtenir el resultat a una certa velocitat.

Ordinadors híbrides d'ús específic

Inclouen programes estàtics que no permeten ser ajustats. En general, estan integrades en sistemes físics que s'utilitzen comunament com simuladors d'un subsistema, controladors de funcions o analitzadors de resultats.

Per exemple, l'ordinador pneumàtica utilitza manxes d'aire i filtres per generar funcions precises de multiplicació, divisió o arrel quadrada dels senyals d'entrada, codificant les dades com pressions d'aire.

Avantatges i desavantatges

- Avantatges

velocitat

Aquestes ordinadors tenen una enorme velocitat de càlcul gràcies a la configuració oferta pel sistema analògic. Això resulta bastant útil quan es busquen resultats numèrics per equacions diferencials, com en el cas de la simulació de vol.

Per a aquestes finalitats s'havien utilitzat els sistemes analògics per ser més ràpids que els ordinadors digitals, proporcionant les solucions en menys temps. No obstant això, l'exactitud d'aquests resultats era qüestionable.

Així, un ordinador híbrida facilita resultats ràpids i precisos, sent d'una immensa utilitat quan es busquen resoldre equacions complexes en temps real i és imprescindible obtenir els resultats a l'instant.

gran precisió

Els resultats que s'obtenen amb els equips híbrids resulten ser molt més precisos i de major profit que els de les màquines anteriors. Això és a causa de el component digital de l'ordinador híbrida.

Amb l'ordinador híbrida els valors «llavor» són generats ràpidament, encara que sense ser matemàticament precisos, ja que aquest valor s'aconsegueix amb la part frontal de computació analògica.

Aquest valor és enviat a la part frontal digital, que mitjançant un procés iteratiu obté una llavor numèrica precisa. El temps total necessari per calcular aquest valor precís és molt menor que si s'utilitzés un ordinador només analògica o digital.

Processament de dades en línia

El valor d'un ordinador híbrida s'observa fàcilment quan hi ha la necessitat d'administrar equacions en temps real.

Així com un dispositiu estrictament analògic proporcionaria retorns ràpids que no són de el tot precisos, i un dispositiu digital proporcionaria respostes més precises que prendrien més temps per calcular, l'enfocament híbrid permet obtenir respostes ara en lloc de més endavant.

Aquestes respostes són també més detallades i útils que les respostes ràpides proporcionades per l'equip analògic.

- Desavantatge

En els temps més moderns, els processadors de senyals digitals han reemplaçat la necessitat d'ordinadors híbrides.

sistema híbrid

És important considerar que un ordinador híbrida veritable no és simplement un sistema híbrid. L'ordinador híbrida està construïda amb els components necessaris per permetre que el dispositiu funcioni amb velocitat i precisió.

Els productes comercialitzats com a sistemes híbrids no són més que equips informàtics digitals que s'han complementat amb un convertidor d'analògic a digital per a l'entrada, i un convertidor de digital a analògic per gestionar la sortida.

Un sistema d'aquest tipus normalment es considera menys eficient que una veritable ordinador híbrida.

exemples

Els sortidors de benzina en una estació de servei contenen un processador que converteix el mesurament de el flux de combustible en valors corresponents a la quantitat i el preu.

En els negocis, aquestes computadores es poden usar en la indústria química com a sistemes de control de processos.

HRS-100

Un exemple d'un ordinador híbrida independent és la HRS-100, que es va usar àmpliament durant la dècada de 1970.

Va ser inventada i desenvolupada per estudiar els sistemes dinàmics en l'escala de temps real i accelerat. També per a la resolució eficient d'una àmplia gamma de tasques científiques en els instituts de la URSS.

àrea mèdica

Les màquines d'electrocardiograma, d'ecocardiograma, d'ultrasò i de monitorització Holter són exemples d'ordinadors híbrides.

Molts dels diagnòstics que s'utilitzen en el camp de la medicina entren en aquesta categoria.

Per exemple, a la Unitat de Cures Intensives dels hospitals s'utilitza un dispositiu analògic que mesura la pressió arterial i la temperatura de l'pacient. Aquests valors són convertits i mostrats en una pantalla digital en forma numèrica.

Tenint en compte la velocitat amb la qual els ordinadors híbrides poden processar les dades, s'està investigant sobre el processament en línia de les dades.

De fet, un ordinador híbrida es va instal·lar al Centre d'Enginyeria Biomèdica de la Universitat d'Ohio, on es transmeten les dades de cateterisme cardíac des de diferents hospitals a l'ordinador híbrida, a través d'un mecanisme òptic infraroig.

Aquestes dades són analitzats en temps real i els resultats es posen immediatament a disposició de metge. Així, es redueix considerablement el període d'espera entre el procediment de cateterització i la generació de resultats.

HP Envy x2

És un ordinador personal híbrida ultraprima que brinda el benefici de tenir incorporats dos dispositius en un. És un ordinador portàtil que pot ser utilitzada també com tauleta.

Conté una pantalla que es pot remoure per convertir-se així en una tauleta, a l'apartar-la de el teclat a través d'un tancament magnètic.

referències

1. Definitions (2019). Definitions for Hybrid Computer. Pres de: definitions.net.
2. Wise Geek (2019). What is a Hybrid Computer? Pres de: wisegeek.com.
3. Centre for Computing History (2019). What is a Hybrid Computer and Why? Pres de: computinghistory.org.uk.
4. Sciencing (2019). Types of Hybrid Computers. Pres de: sciencing.com.
5. Asba Lee (2019). The Advantages of Hybrid Computers. Pres de: techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Hybrid computer. Pres de: computerhope.com.