混合計算機

混合計算機是把模擬計算機與數字計算機聯合在一起套用於系統仿真的計算機系統。混合計算機出現於20世紀70年代。那時，數字計算機是串列操作的，運算速度受到限制，但運算精度很高；而模擬計算機是並行操作的，運算速度很高，但精度較低。把兩者結合起來可以互相取長補短，因此混合計算機主要適用於一些嚴格要求實時性的複雜系統的仿真。例如在飛彈系統仿真中，連續變化的姿態動力學模型由模擬計算機來實現，而導航和軌道計算則由數字計算機來實現。

基本介紹

• 中文名：混合計算機
• 外文名：hybrid computer
• 性質：儀器
• 特徵：模擬計算機與數字計算機聯合
• 優點：由數字計算機來實現

簡介

混合計算機 【hybrid computer】可以進行數字信息和模擬物理量處理的計算機系統。混合計算機通過數模轉換器和模數轉換器將數字計算機和模擬計算機連線在一起，構成完整的混合計算機系統。混合計算機一般由數字計算機、模擬計算機和混合接口三部分組成。其中模擬計算機部分承擔快速計算的工作。而數字計算機部分則承擔高精度運算和數據處理。

構成

特點

連線系統有時與模擬計算機合在一起被稱為混合模擬計算機,它除了具有一般模擬計算機的運算部件外,還增加了邏輯部件（如與門、或門，非門，觸發器、暫存器、計數器），以及高速數模轉換器和高速模數轉換器等。它們的輸出和輸入連線到一個附加的數字編排板上。 隨著電子技術的不斷發展，混合計算機主要套用於航空航天、飛彈系統等實時性的複雜大系統中。

混合計算機同時具有數字計算機和模擬計算機的特點：運算速度快、計算精度高、邏輯和存儲能力強、存儲容量大和仿真能力強。

工作原理

在混合計算機上操作時，來自模擬計算機的模擬變數通過模數轉換器轉換為數字變數，傳送至數字計算機。同時，來自數字計算機的數字變數通過數模轉換器轉換為模擬信號，傳送至模擬計算機。除了計算變數的轉換和傳送外，還有邏輯信號和控制信號的傳送。用以完成並行運算的模擬計算機和串列運算的數字計算機在時間上同步。數字計算機每完成一幀運算，就與模擬計算機交換一次信息，修正一次數據，而在兩次信息交換的時間間隔(幀)內，兩種計算機都以前一幀的計算結果作為初值進行運算。這個時間間隔稱為幀同步時間。對混合程式的設計，要求用戶考慮模型在不同計算機上的分配、對幀同步時間的選擇以及對連線系統硬體特性的了解等。

發展

現代混合計算機已發展成為一種具有自動編排模擬程式能力的混合多處理機系統。它包括一台超小型計算機、一兩台外圍陣列處理機、幾台具有自動編程能力的模擬處理機；在各類處理機之間，通過一個混合智慧型接口完成數據和控制信號的轉換與傳送。這種系統具有很強的實時仿真能力，但價格昂貴。