
【計】 hybrid digital-analog computer
【計】 digital simulation
【計】 hybrid computer
數字模拟混合計算機(Digital-Analog Hybrid Computer)是一種結合數字計算機和模拟計算機技術優勢的混合計算系統。其核心特征在于通過專用接口實現數字信號與模拟信號的相互轉換與協同處理,從而在複雜系統仿真、實時控制等領域發揮獨特作用。以下從術語構成、技術原理及權威定義三方面解析:
指采用離散二進制信號(0/1)處理數據的計算方式,具有高精度和可編程性。英譯強調離散化處理,如《新時代漢英大詞典》定義:“數字的:relating to data represented as discrete values”。
指通過連續物理量(如電壓、電流)直接映射被計算對象的狀态,適用于連續動态系統。權威技術詞典如《IEEE标準計算術語》界定:“模拟計算機:a computer that operates on continuous variables”。
特指集成上述兩類技術的系統,其英譯标準表述為“Hybrid Computer”,定義為:“a computing system combining analog and digital components for specialized applications”(《計算機科學技術百科全書》)。
通過模數轉換器(ADC)将傳感器采集的模拟信號轉為數字信號供處理器分析,再經數模轉換器(DAC)将數字指令輸出為模拟控制信號,形成閉環處理。
數字部分負責邏輯運算、數據存儲及複雜算法;模拟部分實時處理微分方程、物理系統仿真。典型應用如航天器軌道動力學模拟,其中連續運動方程由模拟電路高速求解,而離散導航指令由數字單元生成。
根據《計算機系統設計原理》(清華大學出版社),混合計算機的完整定義為:
“一種通過總線或專用接口連接數字處理器與模拟運算單元的異構計算平台,支持兩類信號的無損轉換與并行處理,主要應用于需要高實時性與高精度并重的場景,如工業過程控制、核反應堆仿真等。”
參考文獻
數字模拟混合計算機(簡稱混合計算機)是結合數字計算機和模拟計算機技術優勢的複合型計算設備。其核心特征是通過協同工作實現高速度與高精度的統一,具體解釋如下:
特性 | 數字計算機 | 模拟計算機 | 混合計算機 |
---|---|---|---|
數據處理 | 離散信號(0/1) | 連續物理量(電壓、電流) | 兩者結合,動态轉換 |
速度 | 高精度但較慢 | 極快但精度低 | 快且精度高(協同優化) |
適用場景 | 通用計算、邏輯運算 | 實時仿真、微分方程 | 複雜動态系統(如自動駕駛) |
混合計算機因技術複雜性和成本較高,目前主要應用于專業領域(如軍事、科研)。隨着芯片技術的發展,部分功能已通過數字仿真實現,但其在實時性與物理模型結合方面仍不可替代。
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