MÁY TÍNH LAI: TÍNH NĂNG, LOẠI, ƯU ĐIỂM, VÍ DỤ - CÔNG NGHỆ - 2026

Máy tính lai là máy tính có các tính năng của máy tương tự và máy kỹ thuật số. Thiết bị kỹ thuật số được sử dụng để điều khiển và giải các phép toán logic-số học, trong khi thiết bị tương tự được sử dụng như một bộ giải các phương trình vi phân.

Nói chung, một nghiệm gần đúng của các phương trình phức tạp có được bằng cách sử dụng phương pháp số lặp, phương pháp này đòi hỏi số lần lặp lớn, tùy thuộc vào mức độ tốt của "hạt giống" ban đầu của giá trị cuối cùng và độ chính xác mong muốn.

Máy tính lai tương tự Hitachi 505. Hình ảnh qua philreichert.org

Thiết bị tương tự thường nhanh đáng kinh ngạc, bởi vì nó có thể giải các phương trình vô cùng phức tạp với tốc độ tín hiệu truyền qua mạch, một phần đáng kể so với tốc độ ánh sáng.

Tuy nhiên, độ chính xác của máy tính tương tự không tốt, bị giới hạn ở độ chính xác ba hoặc tối đa bốn chữ số.

Mặt khác, thiết bị kỹ thuật số được sản xuất để giải phương trình được đưa đến độ chính xác gần như chính xác, mặc dù chậm hơn nhiều khi so sánh với máy tính tương tự.

Do đó, đối với nhiều hoạt động thời gian thực, các phép tính kỹ thuật số này quá chậm để hữu ích, nhưng độ chính xác của một máy tính tương tự cũng không đủ. Do đó tầm quan trọng của máy tính lai.

nét đặc trưng

Sự kết hợp của các thành phần tương tự và kỹ thuật số

Những máy tính này dựa trên một hệ thống máy tính kết hợp các thiết bị tương tự với các thiết bị kỹ thuật số.

Thông thường, các thành phần tương tự của máy tính hoạt động các phép tính toán học phức tạp. Các thành phần kỹ thuật số chịu trách nhiệm cho cả hoạt động số học và logic, cũng như được sử dụng để điều khiển hệ thống.

Trong trường hợp của một siêu máy tính, nó tương ứng với một tổ hợp các máy có khả năng xử lý tín hiệu số và tín hiệu tương tự. Một máy tính lai cung cấp một phương pháp phù hợp để thực hiện các mô phỏng phức tạp cao.

Điều tốt nhất của thế giới tương tự và kỹ thuật số

Bằng cách tạo ra loại máy tính tích hợp này, các lợi ích của cả điện toán tương tự và kỹ thuật số đều có sẵn.

Một máy tính lai có tốc độ cực nhanh khi giải các phương trình, ngay cả khi các phép tính vô cùng phức tạp. Điều này có được là nhờ vào sự hiện diện của các thành phần tương tự thiết yếu trong thiết kế của thiết bị.

Do đó, máy tính lai có thể giải các phương trình với khả năng tương tự như một máy tương tự. Ngoài ra, các yếu tố kỹ thuật số phục vụ để loại trừ một trong những nhược điểm chính của một thiết bị hoàn toàn tương tự.

Trong điều kiện so sánh, phạm vi độ chính xác trong máy tính tương tự bị hạn chế, trong khi độ chính xác với máy tính kỹ thuật số cao hơn nhiều.

Bằng cách tích hợp các yếu tố giúp máy tính kỹ thuật số có thể vượt xa độ chính xác ba hoặc bốn chữ số, tính toán kết hợp cho phép xử lý các phương trình nhanh hơn nhiều so với chỉ với tùy chọn kỹ thuật số.

Nói cách khác, điện toán kết hợp cung cấp cả tốc độ và độ chính xác, loại bỏ nhu cầu người dùng chỉ sử dụng một máy tính kỹ thuật số hoặc tương tự.

Ứng dụng kỹ thuật

Thiết bị lai về cơ bản được thiết kế cho các ứng dụng kỹ thuật không chỉ xử lý dữ liệu rời rạc mà còn liên tục. Tức là chúng cho phép xử lý hai loại dữ liệu này.

Cả máy tính tương tự và máy tính lai đều là máy tính được xây dựng có mục đích và các ứng dụng của chúng được xác định trước tại thời điểm thiết kế.

Các loại

PC 2 trong 1

Đối với máy tính xách tay, thuật ngữ "máy tính lai" được dùng để chỉ máy tính 2 trong 1. Loại máy tính này bao gồm màn hình và bàn phím có thể tháo rời, do đó kết hợp chức năng của máy tính xách tay và máy tính bảng.

Các máy tính lai này có sức mạnh của một máy tính và ngoài ra, bằng cách ngắt kết nối bàn phím, chúng có tính di động của một máy tính bảng.

Ví dụ, chiếc máy tính lai này có thể được sử dụng để thực hiện các tác vụ với nó trong ngày và sau đó tách màn hình ra để thưởng thức trên giường khi duyệt Facebook và Instagram.

Máy tính điện tử lai lớn

Chúng được sử dụng rộng rãi từ những năm 1960 đến giữa những năm 1980. Chúng có hàng trăm bộ khuếch đại hoạt động.

Họ đã giải được những bộ mô hình toán học cực kỳ phức tạp và phong phú của các phương trình vi phân.

Ví dụ, các chuyến bay không gian sáu bậc tự do, động học của các phản ứng hóa học tỏa nhiệt, hệ thống điều khiển các nhà máy chế biến thực phẩm và hệ thống ức chế miễn dịch của con người.

Hệ thống hybrid đa năng

Chúng là những máy tính có đặc điểm là có thể sử dụng các ứng dụng khác nhau hoặc có thể giải quyết nhiều dạng vấn đề.

Nhiều loại máy tính lai này đã từng là những hệ thống có mục đích đặc biệt, là những máy tính lai bán thời gian mà kết quả có thể thu được ở một tốc độ nhất định.

Máy tính chuyên dụng kết hợp

Chúng bao gồm các chương trình tĩnh không thể điều chỉnh. Chúng thường được nhúng trong các hệ thống vật lý thường được sử dụng như bộ mô phỏng hệ thống con, bộ điều khiển chức năng hoặc bộ phân tích đầu ra.

Ví dụ, máy tính khí nén sử dụng ống thổi khí và vòi phun để tạo ra các hàm nhân, chia hoặc căn bậc hai chính xác của tín hiệu đầu vào, mã hóa dữ liệu dưới dạng áp suất không khí.

Ưu điểm và nhược điểm

- Lợi thế

Tốc độ

Những máy tính này có tốc độ tính toán rất lớn nhờ vào cấu hình được cung cấp bởi hệ thống tương tự. Điều này khá hữu ích khi tìm kiếm kết quả số cho các phương trình vi phân, như trong trường hợp mô phỏng chuyến bay.

Vì những mục đích này, các hệ thống tương tự đã được sử dụng vì chúng nhanh hơn máy tính kỹ thuật số, cung cấp các giải pháp trong thời gian ngắn hơn. Tuy nhiên, độ chính xác của những kết quả này vẫn còn nhiều nghi vấn.

Do đó, một máy tính lai cung cấp kết quả nhanh chóng và chính xác, rất hữu ích khi cố gắng giải các phương trình phức tạp trong thời gian thực và điều cần thiết là phải thu được kết quả ngay lập tức.

Độ chính xác tuyệt vời

Các kết quả thu được từ thiết bị lai hóa ra lại chính xác hơn nhiều và mang lại nhiều lợi nhuận hơn so với các máy trước đó. Điều này là do thành phần kỹ thuật số của máy tính lai.

Với máy tính lai, các giá trị "hạt giống" được tạo ra nhanh chóng, mặc dù không chính xác về mặt toán học, vì giá trị này đạt được với giao diện người dùng của máy tính tương tự.

Giá trị này được gửi đến giao diện người dùng kỹ thuật số, thông qua một quá trình lặp đi lặp lại sẽ thu được một hạt giống số chính xác. Tổng thời gian cần thiết để tính toán giá trị chính xác này ít hơn nhiều so với việc sử dụng máy tính chỉ tương tự hoặc kỹ thuật số.

Xử lý dữ liệu trực tuyến

Giá trị của một máy tính lai có thể dễ dàng nhận thấy khi có nhu cầu quản lý các phương trình trong thời gian thực.

Cũng giống như một thiết bị tương tự hoàn toàn sẽ cung cấp lợi nhuận nhanh chóng mà không hoàn toàn chính xác và thiết bị kỹ thuật số sẽ cung cấp các phản hồi chính xác hơn mà sẽ mất nhiều thời gian hơn để tính toán, phương pháp kết hợp cho phép bạn nhận được câu trả lời ngay bây giờ chứ không phải sau này.

Những câu trả lời đó cũng chi tiết và hữu ích hơn những câu trả lời nhanh do thiết bị analog cung cấp.

- Bất lợi

Trong thời hiện đại hơn, các bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số đã thay thế nhu cầu của các máy tính lai.

Hệ thống hỗn hợp

Điều quan trọng là phải xem xét rằng một máy tính lai thực sự không chỉ đơn giản là một hệ thống lai. Máy tính lai được xây dựng với các thành phần cần thiết cho phép thiết bị hoạt động với tốc độ và độ chính xác.

Các sản phẩm được tiếp thị dưới dạng hệ thống hybrid không gì khác hơn là thiết bị máy tính kỹ thuật số đã được bổ sung bộ chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số cho đầu vào và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự để quản lý đầu ra.

Một hệ thống như vậy thường được coi là kém hiệu quả hơn một máy tính lai thực sự.

Ví dụ

Các máy bơm xăng trong một trạm dịch vụ chứa một bộ xử lý chuyển đổi phép đo lưu lượng nhiên liệu thành các giá trị tương ứng với số lượng và giá cả.

Trong kinh doanh, những máy tính này có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất làm hệ thống điều khiển quá trình.

HRS-100

Một ví dụ về máy tính lai độc lập là HRS-100, được sử dụng rộng rãi trong những năm 1970.

Nó được phát minh và phát triển để nghiên cứu các hệ thống động trên quy mô thời gian thực và tăng tốc. Đồng thời để giải quyết hiệu quả một loạt các nhiệm vụ khoa học trong các viện của Liên Xô.

Khu y tế

Máy theo dõi EKG, siêu âm tim, siêu âm và Holter là những ví dụ về máy tính lai.

Nhiều chẩn đoán được sử dụng trong lĩnh vực y tế thuộc loại này.

Ví dụ, trong Đơn vị Chăm sóc Đặc biệt của bệnh viện, một thiết bị tương tự được sử dụng để đo huyết áp và nhiệt độ của bệnh nhân. Các giá trị này được chuyển đổi và hiển thị trên màn hình kỹ thuật số ở dạng số.

Xem xét tốc độ mà máy tính lai có thể xử lý dữ liệu, nghiên cứu đang được thực hiện về xử lý dữ liệu trực tuyến.

Trên thực tế, một máy tính lai đã được lắp đặt tại Trung tâm Kỹ thuật Y sinh Đại học Ohio, nơi dữ liệu thông tim được truyền từ các bệnh viện khác nhau tới máy tính lai, thông qua cơ chế quang học hồng ngoại.

Dữ liệu này được phân tích trong thời gian thực và kết quả được cung cấp ngay lập tức cho bác sĩ. Do đó, khoảng thời gian chờ đợi giữa thủ tục đặt ống thông và tạo ra kết quả được giảm đáng kể.

HP Envy x2

Đây là một máy tính cá nhân lai siêu mỏng cung cấp lợi ích của việc tích hợp hai thiết bị vào một. Nó là một máy tính xách tay cũng có thể được sử dụng như một máy tính bảng.

Nó chứa một màn hình có thể được tháo rời để trở thành máy tính bảng, bằng cách tách nó ra khỏi bàn phím thông qua một nắp từ tính.

Người giới thiệu

1. Định nghĩa (2019). Định nghĩa cho Máy tính lai. Lấy từ: định nghĩa.net.
2. Wise Geek (2019). Máy tính lai là gì? Lấy từ: Wisdomgeek.com.
3. Trung tâm Lịch sử Máy tính (2019). Máy tính lai là gì và tại sao? Lấy từ: computerhistory.org.uk.
4. Đấu kiếm (2019). Các loại máy tính lai. Lấy từ: sciining.com.
5. Asba Lee (2019). Ưu điểm của Máy tính lai. Lấy từ: techwalla.com.
6. Computer Hope (2019). Máy tính lai. Lấy từ: computerhope.com.