COMPUTADORAS HÍBRIDAS
Las computadoras híbridas son computadoras que exhiben características de computadoras analógicas y computadoras digitales. El componente digital
normalmente sirve como el controlador y proporciona operaciones lógicas, mientras que el componente
análogo sirve normalmente como solucionador de ecuaciones diferenciales.
En
general, los computadores analógicos son extraordinariamente rápidos, puesto
que pueden solucionar las más complejas ecuaciones a la rata en la cual una
señal atraviesa el circuito, que generalmente es una fracción apreciable de la
velocidad de la luz. Por otro lado, la precisión de computadores analógicos no
es buena; se limitan a tres, o a lo más, cuatro dígitos de precisión.
Los
computadores digitales pueden ser construidos para llevar la solución de
ecuaciones a una casi ilimitada precisión, pero de una manera sumamente lenta
comparado a los computadores analógicos. Generalmente, las ecuaciones complejas
son aproximadas usando métodos numéricos iterativos que toman grandes números de
iteraciones, dependiendo de cuan buena es la "conjetura inicial" con
respecto al valor final y a cuánta precisión se desea. Esta conjetura inicial
es conocida como la semilla numérica para el proceso iterativo. Para muchas
operaciones en tiempo real,
la velocidad de tales cálculos digitaleses
demasiado lenta para ser de mucho uso (ej, para radares de phased array de muy alta frecuencia o para cálculos
del tiempo), sin embargo, la precisión de una computadora analógica es escasa.
Los
computadores híbridos pueden ser usados para obtener un valor se 'semilla' muy
bueno pero relativamente impreciso,
usando una computadora analógica como frontal (front-end), que entonces es
alimentado en un proceso iterativo de la computadora digital para alcanzar el
grado deseado final de precisión. Con una semilla altamente exacta de tres o
cuatro dígitos, se reduce dramáticamente el tiempo total de cómputo digital
necesario para alcanzar la precisión deseada, puesto que se requieren
mucho menos iteraciones.
Considere
que el sistema nervioso en animales es una forma de
computadora híbrida. Las señales pasan a través de las sinapsis desde una célula nerviosa a la siguiente como paquetes
(digitales) discretos de productos químicos, que entonces son sumados dentro de
la célula nerviosa en una manera analógica construyendo un potencial electroquímico hasta que su umbral es
alcanzado, con lo cual descarga y envía una serie de paquetes digitales a la
siguiente célula nerviosa. Las ventajas son por lo menos triples: el ruido
dentro del sistema es reducido al mínimo (y tiende a no ser aditivo), no se
requiere un sistema común de tierra, y hay mínima degradación de la señal
incluso si hay diferencias substanciales en la actividad de las células a lo
largo de una trayectoria (solamente tienden a variar los retardos de la señal).
Las células nerviosas individuales son análogas a los computadores analógicos;
las sinapsis son análogas a los computadores digitales.
Observe
que los computadores híbridos deben ser distinguidos de los sistemas híbridos.
Este último puede ser no más que una computadora digital equipado con un convertidor analógico-digital en la entrada y/o un convertidor digital-analógico en la salida, con el propósito de
convertir las señales analógicas para el procesamiento digital ordinario y
viceversa, por ejemplo, para manejar sistemas de control físicos, tales como
servomecanismos.
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