ORDINATEURS HYBRIDES: CARACTÉRISTIQUES, TYPES, AVANTAGES, EXEMPLES - LA TECHNOLOGIE - 2024

Les ordinateurs hybrides sont des ordinateurs dotés de fonctionnalités de machines analogiques et numériques. Le dispositif numérique est utilisé pour contrôler et résoudre des opérations arithmétiques logiques, tandis que le dispositif analogique est utilisé comme solutionneur pour les équations différentielles.

Généralement, une solution approximative d'équations complexes est obtenue en utilisant des méthodes numériques itératives, qui nécessitent un grand nombre d'itérations, en fonction de la qualité de la "graine" initiale de la valeur finale et de la précision souhaitée.

Ordinateur hybride analogique Hitachi 505. Image via philreichert.org

L'équipement analogique est généralement étonnamment rapide, car il peut résoudre des équations extrêmement compliquées avec la vitesse à laquelle le signal se déplace dans le circuit, ce qui est une partie respectable de la vitesse de la lumière.

Cependant, la précision des ordinateurs analogiques n'est pas bonne, étant limitée à trois ou quatre chiffres maximum de précision.

D'autre part, les équipements numériques sont fabriqués de manière à ce que la résolution des équations soit amenée à une précision presque exacte, bien que beaucoup plus lente par rapport aux ordinateurs analogiques.

Ainsi, pour de nombreuses opérations en temps réel, ces calculs numériques sont trop lents pour être utiles, mais la précision d'un calculateur analogique n'est pas non plus suffisante. D'où l'importance des ordinateurs hybrides.

caractéristiques

Combinaison de composants analogiques et numériques

Ces ordinateurs sont basés sur un système informatique qui associe les appareils analogiques aux appareils numériques.

En règle générale, les composants analogiques de l'ordinateur exécutent des calculs mathématiques complexes. Les composants numériques sont responsables des opérations arithmétiques et logiques, et sont également utilisés pour contrôler le système.

Dans le cas d'un supercalculateur, cela correspond à une combinaison de machines capables de traiter des signaux numériques et analogiques. Un ordinateur hybride fournit une méthode appropriée pour effectuer des simulations très complexes.

Le meilleur du monde analogique et numérique

En créant ce type d'ordinateur intégré, les avantages de l'informatique analogique et numérique sont facilement disponibles.

Un ordinateur hybride est incroyablement rapide lorsqu'il s'agit de résoudre des équations, même si les calculs sont extrêmement complexes. Il en est ainsi grâce à la présence de composants analogiques indispensables à la conception de l'équipement.

Par conséquent, l'ordinateur hybride peut résoudre des équations avec la même capacité qu'une machine analogique. De plus, les éléments numériques permettent d'exclure l'un des principaux inconvénients d'un appareil totalement analogique.

En termes comparatifs, la plage de précision dans un ordinateur analogique est limitée, tandis que la précision avec un ordinateur numérique est beaucoup plus élevée.

En intégrant les éléments qui permettent à un ordinateur numérique de dépasser largement trois ou quatre chiffres de précision, le calcul hybride permet de traiter les équations beaucoup plus rapidement qu'avec l'option numérique seule.

En d'autres termes, l'informatique hybride offre à la fois vitesse et précision, éliminant le besoin pour l'utilisateur de se contenter d'un ordinateur numérique ou analogique.

Applications techniques

Les équipements hybrides sont essentiellement destinés aux applications techniques où non seulement des données discrètes sont traitées, mais également en continu. Autrement dit, ils permettent le traitement de ces deux types de données.

Les ordinateurs analogiques et hybrides sont des ordinateurs spécialement conçus et leurs applications sont prédéfinies au moment de la conception.

Les types

PC 2 en 1

Pour un ordinateur portable, le terme «ordinateur hybride» est utilisé pour désigner un PC 2 en 1. Ce type de PC est composé d'un écran et d'un clavier amovibles, combinant ainsi les fonctionnalités d'un ordinateur portable et d'une tablette.

Ces ordinateurs hybrides ont la puissance d'un ordinateur et en plus, en déconnectant le clavier, ils ont la portabilité d'une tablette.

Par exemple, cet ordinateur hybride pourrait être utilisé pour effectuer des tâches avec lui pendant la journée puis en séparant l'écran pour en profiter au lit en naviguant sur Facebook et Instagram.

Grands ordinateurs électroniques hybrides

Ils ont été largement utilisés des années 60 au milieu des années 80. Ils avaient plusieurs centaines d'amplificateurs opérationnels.

Ils ont résolu des ensembles extrêmement complexes et étendus de modèles mathématiques d'équations différentielles.

Par exemple, les vols spatiaux à six degrés de liberté, la cinétique des réactions chimiques exothermiques, les systèmes de contrôle des usines de transformation des aliments et le système immunosuppresseur humain.

Systèmes hybrides à usage général

Ce sont des ordinateurs qui ont la particularité de pouvoir utiliser différentes applications ou de pouvoir résoudre de nombreux types de problèmes.

Beaucoup de ces types d'ordinateurs hybrides étaient à un moment donné des systèmes à usage spécial, étant des ordinateurs hybrides à temps partiel où le résultat pouvait être obtenu à une certaine vitesse.

Ordinateurs dédiés hybrides

Ils incluent des programmes statiques qui ne peuvent pas être ajustés. Ils sont généralement intégrés dans des systèmes physiques couramment utilisés comme simulateurs de sous-système, contrôleurs de fonction ou analyseurs de sortie.

Par exemple, l'ordinateur pneumatique utilise des soufflets et des buses pour générer des fonctions de multiplication, de division ou de racine carrée précises des signaux d'entrée, codant les données sous forme de pressions d'air.

Avantages et inconvénients

- Avantage

La vitesse

Ces ordinateurs ont une vitesse de calcul énorme grâce à la configuration offerte par le système analogique. Ceci est très utile lors de la recherche de résultats numériques pour des équations différentielles, comme dans le cas de la simulation de vol.

À ces fins, des systèmes analogiques avaient été utilisés car ils étaient plus rapides que les ordinateurs numériques, fournissant des solutions en moins de temps. Cependant, l'exactitude de ces résultats était discutable.

Ainsi, un ordinateur hybride fournit des résultats rapides et précis, étant d'une immense utilité pour tenter de résoudre des équations complexes en temps réel et il est essentiel d'obtenir les résultats instantanément.

Grande précision

Les résultats obtenus avec les équipements hybrides s'avèrent beaucoup plus précis et plus rentables que ceux des machines précédentes. Cela est dû au composant numérique de l'ordinateur hybride.

Avec l'ordinateur hybride, les valeurs «d'amorçage» sont générées rapidement, bien que sans être mathématiquement précises, puisque cette valeur est obtenue avec le frontal du calcul analogique.

Cette valeur est envoyée au frontal numérique, qui, grâce à un processus itératif, obtient une graine numérique précise. Le temps total requis pour calculer cette valeur précise est bien inférieur à celui d'un ordinateur analogique ou numérique uniquement.

Traitement des données en ligne

La valeur d'un ordinateur hybride est facilement visible lorsqu'il est nécessaire de gérer des équations en temps réel.

Tout comme un appareil strictement analogique fournirait des retours rapides qui ne sont pas entièrement précis, et un appareil numérique fournirait des réponses plus précises qui prendraient plus de temps à calculer, l'approche hybride vous permet d'obtenir des réponses maintenant plutôt que plus tard.

Ces réponses sont également plus détaillées et utiles que les réponses rapides fournies par les équipements analogiques.

- Désavantage

Dans les temps plus modernes, les processeurs de signaux numériques ont remplacé le besoin d'ordinateurs hybrides.

Système hybride

Il est important de considérer qu'un véritable ordinateur hybride n'est pas simplement un système hybride. L'ordinateur hybride est construit avec les composants nécessaires pour permettre à l'appareil de fonctionner avec rapidité et précision.

Les produits commercialisés en tant que systèmes hybrides ne sont rien de plus que des équipements informatiques numériques qui ont été complétés par un convertisseur analogique-numérique pour l'entrée et un convertisseur numérique-analogique pour gérer la sortie.

Un tel système est généralement considéré comme moins efficace qu'un véritable ordinateur hybride.

Exemples

Les pompes à essence d'une station-service contiennent un processeur qui convertit la mesure du débit de carburant en valeurs correspondant à la quantité et au prix.

En entreprise, ces ordinateurs peuvent être utilisés dans l'industrie chimique comme systèmes de contrôle de processus.

HRS-100

Un exemple d'ordinateur hybride autonome est le HRS-100, qui a été largement utilisé dans les années 1970.

Il a été inventé et développé pour étudier les systèmes dynamiques à l'échelle du temps réel et accéléré. Aussi pour la résolution efficace d'un large éventail de tâches scientifiques dans les instituts de l'URSS.

Zone médicale

Les appareils de surveillance d'électrocardiogramme, d'échocardiogramme, d'échographie et de Holter sont des exemples d'ordinateurs hybrides.

Bon nombre des diagnostics utilisés dans le domaine médical entrent dans cette catégorie.

Par exemple, dans l'unité de soins intensifs des hôpitaux, un appareil analogique est utilisé pour mesurer la pression artérielle et la température du patient. Ces valeurs sont converties et affichées sur un affichage numérique sous forme numérique.

Compte tenu de la vitesse à laquelle les ordinateurs hybrides peuvent traiter les données, des recherches sont en cours sur le traitement des données en ligne.

En fait, un ordinateur hybride a été installé au Centre de génie biomédical de l'Université de l'Ohio, où les données de cathétérisme cardiaque sont transmises de différents hôpitaux à l'ordinateur hybride, via un mécanisme optique infrarouge.

Ces données sont analysées en temps réel et les résultats sont immédiatement disponibles pour le médecin. Ainsi, la période d'attente entre la procédure de cathétérisme et la génération des résultats est considérablement réduite.

HP Envy x2

C'est un ordinateur personnel hybride ultra-fin qui offre l'avantage d'avoir deux appareils intégrés en un. C'est un ordinateur portable qui peut également être utilisé comme tablette.

Il contient un écran qui peut être retiré pour devenir une tablette, en le détachant du clavier grâce à une fermeture magnétique.

Références

1. Définitions (2019). Définitions de l'ordinateur hybride. Tiré de: définitions.net.
2. Wise Geek (2019). Qu'est-ce qu'un ordinateur hybride? Tiré de: wisegeek.com.
3. Centre d'histoire de l'informatique (2019). Qu'est-ce qu'un ordinateur hybride et pourquoi? Tiré de: computinghistory.org.uk.
4. Découvrir (2019). Types d'ordinateurs hybrides. Tiré de: scaimer.com.
5. Asba Lee (2019). Les avantages des ordinateurs hybrides. Tiré de: techwalla.com.
6. Espoir informatique (2019). Ordinateur hybride. Tiré de: computerhope.com.