Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 113

К примеру, вот так будет выглядеть аналоговая схема решения задачи расчёта распространения вирусной инфекции.

А вот расчёт сейсмоустойчивости зданий.

Цифровые ЭВМ в то время не могли обеспечить достаточной скорости расчётов. А вот предварительно запрограммированные аналоговые машины прекрасно справлялись с поставленными задачами. Впрочем, аналоговым ЭВМ всё же пришлось уживаться с их цифровыми собратьями.

Даже несмотря на весьма небольшие погрешности отдельных операционных блоков, общая погрешность аналоговых компьютеров оставалось значительной. В сложных схемах решения ряда задач из-за накопления относительных погрешностей в их элементах суммарная погрешность схемы достигала пяти процентов.

Решить эту проблему помогло распределение вычислительной задачи между аналоговым и цифровым компьютером. Машинные комплексы, представляющие собой связанные с помощью АЦП-ЦАП преобразователей аналоговые и цифровые вычислители, назывались гибридными вычислительными системами.

Наибольшую известность в шестидесятые годы прошлого столетия приобрели гибридные ЭВМ производства компании Packard-Bell. Их компьютерная система HYCOMP, состоящая из аналогового компьютера MARK III и цифровой ЭВМ PB-440, использоваласьдля решения расчётных задач всех миссий лунной программы «Аполлон». В СССР подобные гибридные вычислительные комплексы «Сатурн» разрабатывалисьПензенским заводом САМ на базе электроинтеграторов на резистивной сетке и цифровых ЭВМ семейства «Урал».

В дальнейшем успехи в области разработки интегральных цифровых схем позволили реализовать принципиально новый вид гибридности. В так называемых гибридных ЭВМ операционные блоки создавались на базе аналоговых схем лишь частично. Часть из них была реализована на цифровых схемах.

Такое схемотехническое решение позволило наряду с аналоговыми вычислениями реализовать: аналого-цифровое моделирование, конечно-разностное цифровое моделирование и цифровой вычислительный процесс на основе неалгоритмического потокового программирования, в ходе которого решение задачи организуется путём структурной перестройки процессора специального типа, именуемого FPAA ( Field-programmable Analog Array). В FPAA в корпусе обычной интегральной микросхемы реализованы микроминиатюрные операционные блоки на основе традиционных для аналогового компьютера операционных усилителей.

Схема программируемой аналоговой матрицы FPAA

Являясь особым видом ПЛИС, интегральные схемы FPAA легко перепрограммируются под решение конкретных вычислительных задач, обеспечивая при этом минимально возможные для аналоговых операционных элементов погрешности вычислений. В отличие от своих цифровых собратьев FPGA, содержащих значительное количество логических элементов и соединительных связей, интегральные схемы FPAA состоят из относительно небольшого числа CAB-модулей, каждый из которых содержит либо схемы на основе операционных усилителей, либо массивы ёмкостей и резисторов. Фактически микросхемы FPAA реализуют конструкцию обычного аналогового компьютера с кросс-панелью в миниатюре. А это означает, что их можно применять для задач, в которых аналоговые компьютеры традиционно сильны. Так, современные FPAA в специальном исполнении, защищающем их от космической радиации, работают в качестве вычислителей орбит и траекторий полёта современных спутников и пилотируемых космических аппаратов.

А это означает, что у удивительных компьютеров без алгоритмов, зародившихся задолго до своих цифровых коллег и основанных на принципах подобия процессов в модельной и решаемой задаче, есть своё аналоговое, а если точнее — аналогово-цифровое будущее.

К оглавлению

Опубликовано22 марта 2012 года

Near Field Communication — «связь ближнего поля действия» — это стандарт, установленный Форумом NFC— международным консорциумом производителей аппаратного и программного обеспечения и пластиковых карт, банковских учреждений, операторов связи, а также других компаний, заинтересованных во внедрении, совершенствовании и стандартизации этой многообещающей технологии.

Серийно производятся более сорока моделей смартфонов и коммуникаторов со встроенным чипом NFC. Google представила приложение Google Wallet для аппаратов под управлением Android, представляющее собой электронный кошелёк, оптимизированный для платежей через технологию NFC. Microsoft обещает, что все устройства на базе операционной системы Windows Phone 8 тоже будут обладать встроенной поддержкой NFC.

Near Field Communication — технология радиосвязи ближнего радиуса действия (до 10 см или 4 дюймов), использующая для обмена данных частоту 13,56 МГц и обеспечивающая скорость передачи информации до 424 килобит в секунду. Соединение устанавливается между двумя совместимыми устройствами, находящими в непосредственной близости. Благодаря сверхмалому радиусу действия обеспечивается максимальная безопасность связи.

Фактически NFC представляет собой модификацию хорошо известной технологии радиочастотной идентификации RFID (стандарт ISO 14443), используемой в бесконтактных картах и разнообразных электронных метках на товарах. Однако в отличие от RFID, чип NFC может объединять в себе как считывающее устройство, так и собственно смарт-карту, благодаря чему возможна двусторонняя связь с совместимыми аппаратами. При этом поддерживается и считывание данных с пассивных меток, и полная обратная совместимость с ISO 14443.

Новая технология упрощает и делает более удобными для потребителей разнообразные платежи, обмен цифровым контентом и соединение всевозможных электронных гаджетов. Специалисты считают, что NFC обладает большим потенциалом, особенно если эта технология связи будет реализована в мобильных телефонах. Представьте, что при помощи сотовой трубки вы сможете «общаться» с рекламными плакатами, журналами или даже с продуктами в магазине и получать дополнительную информацию о них в реальном времени. К прочим перспективным применениям NFC относится использование карманных устройств в качестве электронных кошельков.