Analógové a hybridné počítače

 Názov „analógové počítače“ pochádza  z pojmu analógia, čo znamená, že naprogramovaný stroj sa chová tak ako v skutočnosti skúmaný systém.

Jednotlivé časti skúmaného systému sa modelujú elektrickými obvodmi, ktoré sa nazývajú „počítacie jednotky“. Ich základnou časťou je presný jednosmerný  zosilňovač, nazývaný „operačný“ zosilňovať, so stabilnou nulovou hodnotou na výstupe v stave „naprázdno“. V elektronických počítacích jednotkách sa číselná informácia (hodnota sledovanej veličiny) zobrazuje analógovou veličinou – elektrickým napätím a matematické operácie sa v nich vykonávajú analógovým spôsobom.  Napríklad ak chceme spočítať 2+ 3+1, tak na vstupy zosilňovača privedieme napätia +2V, +3V, +1V a na výstupe dostaneme +6V. Ak chceme odpočítať 2-3-1, tak privedieme napätia +2V, -3V, -1V a na výstupe bude -2V. Napätia privádzame do počítacích jednotiek elektrickými vodičmi – káblikmi a tak isto aj prepojujeme počítacie jednotky medzi sebou. Kábliky sú farebné kvôli prehľadnosti zapojenia.

Vývoj analógových počítačov

Prvý diferenciálny analyzátor na analógovom princípe (mechanický) bol zhotovený v roku 1911 v Petrohrade. Zostrojil ho mechanik R.M.Vetcer  podľa návrhu akademika A.N.Krylova. Akademik Krylov pracoval na návrhu konštrukcie od roku 1887 – 1904 teda 17 rokov a stavba analyzátora trvala ďaľších 7 rokov.

V Československu práce na návrhu a výrobe elektrónkových analógových počítačov začali v r. 1954 vo Výskumnom ústave telekomunikácií v Prahe. Oddelenie analógových počítačov sa neskôr osamostatnilo ako Výskumní ústav matematických strojů  Praha. Funkčná vzorka malého diferenciálneho analyzátora bola uvedená do prevádzky v roku 1955.

V Slovenskej akadémii vied vyvinul  a dal do prevádzky v roku 1958 prototyp prvého elektronického analógového počítača Ing. Ivan Plander (na obrázku). Počítač sa používal v Ústave strojov a automatizácie SAV, z ktorého postupne vznikol Ústav informatiky. Bližšie v publikácii Ústavu informatiky SAV „50 rokov kybernetiky, výpočtovej techniky, automatizácie, robotiky, informatiky a informačných technológií“. Technické parametre počítača sú uvedené v citovanej publikácii na str.21-22.

Hybridné počítače

Hybridné výpočtové systémy  sa používali až do vzniku veľmi rýchlych číslicových počítačov na riešenie zložitých úloh identifikácie, riadenia a modelovania. Boli to počítače , ktoré vznikli prepojením analógového počítača s číslicovým počítačom pomocou analógovo-číslicových a číslicovo-analógových prevodníkov, ktoré prevedú spojité elektrické napätie z analógového počítača na  číslicový kód číslicového počítača a naopak. Pri riešení úloh sa tu spájali prednosti oboch druhov počítačov. Ak sa modelovala zložitá dynamická sústava použil sa analógový počítač na vytvorenie modelu a číslicový počítač sa využíval na riadenie výpočtu, realizovanie logických operácií, rozhodovanie, pamätanie výsledkov a medzivýsledkov a generovanie zložitých, najmä nespojitých alebo nelineárnych funkcií.  Ako príklad úlohy pre hybridný počítač môžeme uviesť napr. riešenie sústavy diferenciálnych rovníc, ktoré sa namodelovali na analógovom počítači. Číslicový počítač potom nastavoval koeficienty rovníc, pamätal priebehy výsledkov v jednotlivých krokoch výpočtu a vyhodnocoval riešenie, štartoval a ukončoval jednotlivé fázy riešenia. Rozdelenie práce medzi oboma počítačmi záležalo na výpočtových vlastnostiach jednotlivých počítačov. Hybridné počítače boli už konštruované ako jeden systém so špeciálnymi hybridne orientovanými programovacími jazykmi. Hybridné systémy vznikli prepojením analógového a číslicového počítača sústavou prevodníkov.

Komentáre sú uzavreté.