Avtomatika

Muzejski predmet

ANALOGNO-HIBRIDNI RAČUNALNIK EAI 2000

Čas uporabe:

1978–2000

Splošno ime:

analogno-hibridni računalnik

Tehnika izdelave:

industrijska

Izvor, poreklo:

ZDA

Delavnica / proizvajalec:
Electronic Associates, Inc. (EAI), West Long Branch, New Jersey
Snov:

kovina, plastika, baker

Mere predmeta:

131 cm × 227 cm × 80 cm

Število enot:

5 (glavna računalniška enota, elektronski zaslon EAI za prikazovanje rezultatov simulacij, PCI 2000 komunikacijski vmesnik, miniračunalnik z monitorjem TEXAN)

Teža:

300 kg

Opis gradiva:

Splošno namenski analogno-hibridni računalnik EAI 2000 proizvajalca Electronic Associates Inc., West Long Branch, New Jersey, ZDA je v osemdesetih letih prejšnjega stoletja predstavljal eno najnaprednejših orodij za simulacijo linearnih in nelinearnih dinamičnih sistemov. Hibridizacija je izvedena s pomočjo dodatnih logičnih elementov in digitalnega miniračunalnika. Na njem se izvaja tudi upravljanje hibridnega sistema: proženje simulacijskih tekov (ponavljalno ali enkratno), nastavljanje digitalno nastavljivih potenciometrov, začetnih pogojev, funkcijskih generatorjev in številnih ostalih parametrov simulacije.

Programiranje poteka z žičnim povezovanjem komponent, ki izvajajo analogne in logične računske operacije. Na voljo je bilo pet zamenljivih programskih plošč za dostop do analognih in logičnih komponent. Več zamenljivih plošč omogoča shranjevanje programov.

Analogno-hibridni računalnik EAI 2000 vsebuje

  • elektronska vezja, ki izvajajo računske operacije,

  • glavno računalniško enoto s programsko ploščo in 16 ročno nastavljivimi potenciometri,

  • elektronski zaslon EAI za prikazovanje rezultatov simulacij,

  • PCI 20000 enoto za priključitev analognih in digitalnih vhodov in izhodov ter nekaterih drugih logičnih signalov, ki omogoča povezavo z digitalnim računalnikom,

  • miniračunalnik z monitorjem TEXAN za upravljanje naprave.

Računska moč računalnika je odvisna od števila komponent, ki izvajajo operacije. To so

  • analogni elementi: 15 integratorjev, 41 seštevalnikov, 16 ročno nastavljivih in 46 digitalno nastavljivih potenciometrov (predstavljajo koeficiente simuliranega problema), 12 množilnikov, 10 omejevalnikov signalov na integratorjih, 6 omejevalnikov signalov, 10 digitalno nastavljivih funkcijskih generatorjev,

  • elementi za povezavo z logičnim delom (logično krmiljeni elementi): 12 primerjalnikov signala, 8 relejev, 4 sledilno-shranjevalna vezja,

  • logični elementi: 2 registra, 2 števca in 20 logičnih vrat.

Računalnik lahko deluje v hitrejšem režimu, ki omogoča opazovanje rezultatov na osciloskopu ali v počasnejšem režimu, ki omogoča uporabo koordinatnega risalnika. Enosmerno napetostno področje je ±10 V.

Računalnik EAI 2000 se je uporabljal v pedagoškem delu: pri raznih predmetih in pri diplomah, magisterijih in doktoratih. Razvojno raziskovalno delo je obsegalo številna področja, npr. vodenje sistemov (adaptivno, multivariabilno, prediktivno, optimizacije, identifikacije, …), farmakokinetika in farmakodinamika zdravil, … Rezultati so bili vključeni v raziskovalne naloge za Raziskovalno skupnost Slovenije in tudi v različne projekte za domačo in tujo industrijo.

Zgodovina gradiva:

Analogni računalniki so v letih po 2. sv. vojni pa do osemdesetih let prejšnjega stoletja predstavljali najučinkovitejšo, v začetku pa tudi edino možnost simulacije linearnih in nelinearnih fizikalnih dinamičnih sistemov, čeprav so se sočasno že pojavljali digitalni računalniki s simulacijskimi jeziki. S fizičnim povezovanjem električnih komponent za seštevanje, integriranje, množenje in generiranje nelinearnih funkcij so prikazali rezultate simulacije na prikazovalni/risalni enoti. Računali so torej na osnovi analogije električnih veličin (enosmernih napetosti) in veličin realnih fizikalnih problemov. Boljši računalniki so lahko delovali tudi v ponavljalnem delovanju (nekaj stokrat na sekundo) in prikazali stoječo sliko na osciloskopu. S spreminjanjem ročno nastavljivih potenciometrov je bilo omogočeno učinkovito proučevanje vplivov parametrov na delovanje simuliranega sistema. Simulacija je bila natančna, izjemno hitra, primerna za zelo hitre pa tudi bolj počasne dinamične procese. Ker delujejo komponente paralelno (istočasno), kompleksnost simuliranega problema ne vpliva na hitrost računanja. Seveda pa omejitev predstavlja število računskih komponent računalnika. Ker je območje uporabljenih enosmernih napetosti omejeno, je potrebno amplitudno normiranje, časovno normiranje pa uskladi računalniški in problemski čas.

Z razvojem tehnologije so analognim komponentam najprej dodali logične komponente (analogno-hibridni računalniki), kasneje pa digitalni računalnik z ustreznimi vmesniki (hibridni računalniki). Najbolj je razvoj analognih in hibridnih računalnikov zaznamovalo ameriško podjetje Electronic Associates, Inc. (EAI). Podjetje sta leta 1945 ustanovila Lloyd F. Christianson in Arthur L. Adamson, analogne računalnike pa so začeli proizvajati leta 1952. Njihove sisteme je uporabljala tudi NASA za razvoj vesoljskih sond in za simulacijo fizikalnih sistemov. Ko je digitalna tehnologija napredovala, so začeli s proizvodnjo analogno-hibridnih računalnikov kot sta EAI 580 in EAI 680 (na trg sta prišla leta 1968), kasneje EAI 2000 (leta 1978). Leta 1983 je na trg prišel najnaprednejši hibridni sistem SIMSTAR. SIMSTAR je omogočal maksimalno koriščenje prednosti analogne in digitalne tehnologije. Programiranje je potekalo preko digitalnega računalnika s pomočjo jezika po standardu CSSL, pri čemer je bilo amplitudno in časovno normiranje izvedeno avtomatsko. Žal pa je bil računalnik SIMSTAR tudi zadnji poizkus v borbi proti digitalnim simulacijskim okoljem. Zato se je v osemdesetih letih ustavil razvoj analognih in hibridnih splošnonamenskih računalnikov.

V svetu so analogno simulacijo na začetku uporabljali v nuklearni tehniki, v letalstvu, v vojaških in vesoljskih raziskavah, kasneje pa tudi v elektrotehniki, elektroniki, strojništvu, kemiji, itd.

Analogno-hibridni računalnik EAI 2000 je kupil Računalniški center Univerze v Ljubljani na pobudo in za potrebe Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani leta 1988. Vseskozi je bil nameščen na Fakulteti za elektrotehniko UL in se uporabljal v pedagoškem in raziskovalnem procesu do poznih devetdesetih let.

Raziskujte naprej