हाइब्रिड कंप्यूटर

हाइब्रिड कंप्यूटर वह कंप्यूटर होते हैं जो एनालॉग कंप्यूटर और डिजिटल कम्प्यूटर की विशेषताएं प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार डिजिटल घटक सामान्यतः नियंत्रक के रूप में कार्य करता है और तार्किक और संख्यात्मक विश्लेषण संचालन प्रदान करता है, जबकि एनालॉग घटक अधिकांशतः अंतर समीकरणों और अन्य गणितीय समष्टि समस्याओं के समाधानकर्ता के रूप में कार्य करता है।

इतिहास
पहला डेस्कटॉप हाइब्रिड कंप्यूटिंग सिस्टम हाईकॉम्प 250 था, जिसे सत्र 1961 में पैकर्ड बेल द्वारा जारी किया गया था। अन्य प्रारंभिक उदाहरण HYDAC 2400 था, जो सत्र 1963 में इलेक्ट्रॉनिक एसोसिएट्स द्वारा जारी एकीकृत हाइब्रिड कंप्यूटर था। इस प्रकार सत्र 1980 के दशक में, मार्कोनी स्पेस एंड डिफेंस सिस्टम्स लिमिटेड (पैगी होजेस के अनुसार ) ने अपना "स्टारग्लो हाइब्रिड कंप्यूटर" विकसित किया, जिसमें एक ईएआई 8100 डिजिटल कंप्यूटर से जुड़े तीन ईएआई 8812 एनालॉग कंप्यूटर सम्मिलित थे, पश्चात् वाले को एसईएल 3200 डिजिटल कंप्यूटर से भी जोड़ा गया था। इस प्रकार 20वीं सदी के अंत में, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर सहित डिजिटल कंप्यूटर की बढ़ती क्षमताओं के साथ हाइब्रिड कम हो गए।

सामान्यतः, एनालॉग कंप्यूटर असाधारण रूप से तेज़ होते हैं, क्योंकि वह अधिकांश गणितीय रूप से समष्टि समीकरणों को उस दर पर हल करने में सक्षम होते हैं जिस दर पर सिग्नल परिपथ को पार करता है, इस प्रकार जो सामान्यतः प्रकाश की गति का सराहनीय अंश होता है। दूसरी ओर, एनालॉग कंप्यूटर की परिशुद्धता अच्छी नहीं है; वह 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, किन्तु एनालॉग कंप्यूटर की तुलना में अधिक धीमी गति से। इस प्रकार सामान्यतः, समष्टि 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 त्रुटिहीनता वांछित है। (इस प्रारंभिक अनुमान को संख्यात्मक "बीज" के रूप में जाना जाता है।) 20वीं शताब्दी में अनेक 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), किन्तु एनालॉग कंप्यूटर की त्रुटिहीनता अपर्याप्त है।

हाइब्रिड कंप्यूटर का उपयोग एनालॉग कंप्यूटर फ्रंट-एंड का उपयोग करके बहुत अच्छा किन्तु अपेक्षाकृत त्रुटिहीनता और त्रुटिहीन  'बीज' मान प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है, जिसे त्रुटिहीनता की अंतिम वांछित डिग्री प्राप्त करने के लिए डिजिटल कंप्यूटर पुनरावृत्त प्रक्रिया में फीड किया जाता है। इस प्रकार तीन या चार अंकों वाले, अत्यधिक त्रुटिहीन 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 विधि समस्याओं में से एनालॉग कंप्यूटिंग तत्वों और ग्राउंडिंग प्रणाली में डिजिटल-कंप्यूटर ध्वनि को कम करना है।

विचार करें कि जानवरों में तंत्रिका तंत्र हाइब्रिड कंप्यूटर का रूप है। सिग्नल रसायनों के असतत (डिजिटल) पैकेट के रूप में तंत्रिका कोशिका से दूसरे तक सिनैप्स से गुजरते हैं, जिन्हें तब तक तंत्रिका कोशिका के अंदर 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 पश्चात् यह निर्वहन करता है और अगले तंत्रिका कोशिका को डिजिटल पैकेट की श्रृंखला भेजता है। इस प्रकार फायदे कम से कम तीन गुना हैं: सिस्टम के अंदर ध्वनि 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 भिन्न-भिन्न होते हैं)। इस प्रकार व्यक्तिगत तंत्रिका कोशिकाएँ एनालॉग कंप्यूटर के अनुरूप होती हैं; सिनैप्स डिजिटल कंप्यूटर के अनुरूप हैं।

हाइब्रिड कंप्यूटर हाइब्रिड सिस्टम से भिन्न होते हैं। उत्तरार्द्ध 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, इस प्रकार 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
सत्र 2015 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पेपर प्रकाशित किया 65 एनएम सीएमओएस विधि में 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 सम्मिलित हैं। इस प्रकार बाहरी निर्देशों को निष्पादित करने के लिए चिप पर डिजिटल नियंत्रक भी क्रियान्वित किए जाते हैं। पेपर में रोबोट प्रयोग आज के उभरते कम-शक्ति एम्बेडेड अनुप्रयोगों में हाइब्रिड कंप्यूटिंग चिप के उपयोग को प्रदर्शित करता है।

बाहरी संबंध

 * विज्ञान के लिए एक नया उपकरण डैनियल ग्रीको और केन कुएहल द्वारा, द विस्कॉन्सिन इंजीनियर, नवंबर 1972, फरवरी 2001 में पुनर्मुद्रित