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ハイブリッドコンピュータ(英: Hybrid computer)とは、アナログコンピュータとデジタルコンピュータの機能を統合したコンピュータである。デジタル部分は、制御と論理演算を分担し、アナログ部分は微分方程式を解くのが一般的である。

◆ 概要

一般にアナログコンピュータは、信号が回路を流れる速さで複雑な方程式を解くことができ、ほぼ光の速さである。しかし、その精度は良くなく、せいぜい3桁から4桁程度である。

デジタルコンピュータは、ほぼ無制限の精度で方程式を解くことが可能だが、アナログコンピュータに比較すると極めて遅い。一般に複雑な方程式を解くには、数値解析手法を繰り返し適用して近似する必要があり、初期の予測が悪いと大変な回数の繰り返しが必要になる(必要な精度によっても異なる)。多くのリアルタイム性の必要な応用(例えば、フェーズドアレイレーダーなど)では、このようなデジタル式の計算では遅すぎるが、かといってアナログ式では精度が足りない。

ハイブリッドコンピュータは、アナログコンピュータのフロントエンドを使って精度は低いが非常によい予測値を算出し、それをデジタルコンピュータに入力して上述のような数値解析を行うことで素早く必要な有効数字の解を得ることができる(繰り返し回数が減らせるため)。

動物の神経系も一種のハイブリッドコンピュータと見ることができる。神経細胞から神経細胞へシナプスを通って送られる信号は化学的な離散(デジタル)パケットであり、それを神経細胞でアナログ的に累積し、電位がしきい値に到達すると、次の神経細胞に信号が送られる。この利点はいくつかある。まず、ノイズが最小化され、しかも加算的でない。また、電位のゼロレベルを全体で共通にする必要がない。さらに信号経路上の各神経細胞の活動にばらつきがあっても信号の劣化が最小限に抑えられる。個々の神経細胞はアナログコンピュータのように働き、シナプスはデジタルコンピュータのように働く。

ハイブリッドコンピュータとハイブリッドシステムは異なる。後者は、アナログ-デジタル変換回路を入力に、デジタル-アナログ変換回路を出力に持つデジタルコンピュータであって、アナログ信号をデジタルに変換して処理を行い、出力を再びアナログ信号に戻している。ハイブリッドシステムはサーボ機構のような物理制御系を駆動するものである。

◆ 関連項目

・ ニューラルネットワーク

◆ 外部リンク

・ [外部リンク] A New Tool For Science By Daniel Greco and Ken Kuehl

・ [外部リンク] A hybrid computer system for use in cardiology. by Nadel LD,Kramer MR,Shultheis DC,McCulloh TA.

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