हाइब्रिड कंप्यूटर

हाइब्रिड कंप्यूटर वे कंप्यूटर होते हैं जो एनालॉग कंप्यूटर और डिजिटल कम्प्यूटर  की विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं। डिजिटल घटक आम तौर पर नियंत्रक के रूप में कार्य करता है और तार्किक और संख्यात्मक विश्लेषण संचालन प्रदान करता है, जबकि एनालॉग घटक अक्सर अंतर समीकरणों और अन्य गणितीय जटिल समस्याओं के समाधानकर्ता के रूप में कार्य करता है।

इतिहास
पहला डेस्कटॉप हाइब्रिड कंप्यूटिंग सिस्टम हाईकॉम्प 250 था, जिसे 1961 में पैकर्ड बेल द्वारा जारी किया गया था। एक अन्य प्रारंभिक उदाहरण HYDAC 2400 था, जो 1963 में इलेक्ट्रॉनिक एसोसिएट्स द्वारा जारी एक एकीकृत हाइब्रिड कंप्यूटर था। 1980 के दशक में, मार्कोनी स्पेस एंड डिफेंस सिस्टम्स लिमिटेड (पैगी होजेस के तहत) ने अपना स्टारग्लो हाइब्रिड कंप्यूटर विकसित किया, जिसमें तीन ईएआई 8812 एनालॉग कंप्यूटर शामिल थे जो एक ईएआई 8100 डिजिटल कंप्यूटर से जुड़े थे, बाद वाले को एक एसईएल 3200 डिजिटल कंप्यूटर से भी जोड़ा गया था। 20वीं सदी के अंत में, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर सहित डिजिटल कंप्यूटर की बढ़ती क्षमताओं के साथ हाइब्रिड कम हो गए। सामान्य तौर पर, एनालॉग कंप्यूटर असाधारण रूप से तेज़ होते हैं, क्योंकि वे अधिकांश गणितीय रूप से जटिल समीकरणों को उस दर पर हल करने में सक्षम होते हैं जिस दर पर एक सिग्नल सर्किट को पार करता है, जो आम तौर पर प्रकाश की गति का एक सराहनीय अंश होता है। दूसरी ओर, एनालॉग कंप्यूटर की परिशुद्धता (कंप्यूटर विज्ञान) अच्छी नहीं है; वे परिशुद्धता के तीन या अधिकतम चार अंकों तक सीमित हैं।

डिजिटल कंप्यूटर समीकरणों के समाधान को लगभग असीमित परिशुद्धता तक ले जाने के लिए बनाए जा सकते हैं, लेकिन एनालॉग कंप्यूटर की तुलना में काफी धीमी गति से। आम तौर पर, जटिल गणितीय समीकरणों को पुनरावृत्त तरीकों का उपयोग करके अनुमानित किया जाता है जिसमें बड़ी संख्या में पुनरावृत्ति होती है, यह इस पर निर्भर करता है कि अंतिम मूल्य पर प्रारंभिक अनुमान कितना अच्छा है और कितनी सटीकता वांछित है। (इस प्रारंभिक अनुमान को संख्यात्मक बीज के रूप में जाना जाता है।) 20वीं शताब्दी में कई वास्तविक समय कंप्यूटिंग|वास्तविक समय संचालन के लिए, ऐसी डिजिटल गणनाएं बहुत धीमी थीं (उदाहरण के लिए, बहुत उच्च आवृत्ति वाले चरणबद्ध सरणी रडार के लिए या मौसम की गणना के लिए), लेकिन एनालॉग कंप्यूटर की सटीकता अपर्याप्त है।

हाइब्रिड कंप्यूटर का उपयोग एनालॉग कंप्यूटर फ्रंट-एंड का उपयोग करके बहुत अच्छा लेकिन अपेक्षाकृत सटीकता और सटीक 'बीज' मान प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जिसे सटीकता की अंतिम वांछित डिग्री प्राप्त करने के लिए डिजिटल कंप्यूटर पुनरावृत्त प्रक्रिया में फीड किया जाता है। तीन या चार अंकों वाले, अत्यधिक सटीक संख्यात्मक बीज के साथ, महत्वपूर्ण आंकड़ों तक पहुंचने के लिए कुल डिजिटल गणना का समय नाटकीय रूप से कम हो जाता है, क्योंकि बहुत कम पुनरावृत्तियों की आवश्यकता होती है। हाइब्रिड कंप्यूटरों में दूर की जाने वाली मुख्य तकनीकी समस्याओं में से एक एनालॉग कंप्यूटिंग तत्वों और ग्राउंडिंग सिस्टम में डिजिटल-कंप्यूटर शोर (इलेक्ट्रॉनिक्स) को कम करना है।

विचार करें कि जानवरों में तंत्रिका तंत्र हाइब्रिड कंप्यूटर का एक रूप है। सिग्नल रसायनों के असतत (डिजिटल) पैकेट के रूप में एक तंत्रिका कोशिका से दूसरे तक synapses से गुजरते हैं, जिन्हें तब तक तंत्रिका कोशिका के भीतर एक इलेक्ट्रो-रासायनिक क्षमता का निर्माण करके एनालॉग फैशन में सारांशित किया जाता है जब तक कि इसकी थ्रेसहोल्ड क्षमता तक नहीं पहुंच जाती है, जिसके बाद यह निर्वहन करता है और अगले तंत्रिका कोशिका को डिजिटल पैकेट की एक श्रृंखला भेजता है। फायदे कम से कम तीन गुना हैं: सिस्टम के भीतर शोर कम से कम हो जाता है (और एडिटिव नहीं होता है), किसी सामान्य ग्राउंडिंग सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है, और पथ के साथ कोशिकाओं की गतिविधि में पर्याप्त अंतर होने पर भी सिग्नल का न्यूनतम क्षरण होता है (केवल सिग्नल विलंब अलग-अलग होते हैं)। व्यक्तिगत तंत्रिका कोशिकाएँ एनालॉग कंप्यूटर के अनुरूप होती हैं; सिनैप्स डिजिटल कंप्यूटर के अनुरूप हैं।

हाइब्रिड कंप्यूटर हाइब्रिड सिस्टम से भिन्न होते हैं। उत्तरार्द्ध एक डिजिटल कंप्यूटर से अधिक कुछ नहीं हो सकता है जो इनपुट पर एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण और/या आउटपुट पर डिज़िटल से एनालॉग कन्वर्टर से सुसज्जित है, जो साधारण डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए एनालॉग सिग्नल को परिवर्तित करता है, और इसके विपरीत, उदाहरण के लिए, भौतिक नियंत्रण प्रणाली, जैसे कि सर्वोमैकेनिज्म को चलाने के लिए।

वीएलएसआई हाइब्रिड कंप्यूटर चिप
2015 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक पेपर प्रकाशित किया 65 एनएम सीएमओएस तकनीक में एक छोटे पैमाने के हाइब्रिड कंप्यूटर पर। इस चौथे क्रम के वीएलएसआई हाइब्रिड कंप्यूटर में 4 इंटीग्रेटर ब्लॉक, 8 मल्टीप्लायर/गेन-सेटिंग ब्लॉक, करंट-मोड सिग्नल वितरित करने के लिए 8 फैनआउट ब्लॉक, 2 एडीसी, 2 डीएसी और 2 एसआरएएम ब्लॉक शामिल हैं। बाहरी निर्देशों को निष्पादित करने के लिए चिप पर डिजिटल नियंत्रक भी लागू किए जाते हैं। पेपर में एक रोबोट प्रयोग आज के उभरते कम-शक्ति एम्बेडेड अनुप्रयोगों में हाइब्रिड कंप्यूटिंग चिप के उपयोग को प्रदर्शित करता है।

बाहरी संबंध

 * A New Tool For Science By Daniel Greco and Ken Kuehl, The Wisconsin Engineer, Nov 1972, reprinted Feb 2001