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La aplicación de las computadoras electrónicas en la agricultura
La aplicación de las computadoras electrónicas en la agricultura
La aplicación de las computadoras en la agricultura
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Un medio importante para promover la gestión científica de la producción agrícola, la automatización del control del proceso de producción agrícola y la modernización de la investigación científica agrícola y la educación agrícola. Las computadoras electrónicas se dividen en computadoras digitales electrónicas y computadoras analógicas electrónicas. Generalmente se refieren a computadoras digitales electrónicas, que se componen principalmente de hardware y software. El usuario ingresa información en la computadora a través del software, y la computadora procesa automáticamente la información de entrada bajo el control del software y finalmente genera los resultados del procesamiento. La aplicación de las computadoras en la agricultura se informó ya en 1946, poco después de la llegada de la primera computadora del mundo, y se ha desarrollado rápidamente en los últimos 20 años. Las computadoras contemporáneas se caracterizan por una velocidad de computación rápida, alta precisión, gran capacidad de almacenamiento e inteligencia artificial como la memoria, el juicio y el razonamiento. A menudo se les llama "computadoras". Por lo tanto, después de aplicarse al campo agrícola, ha desempeñado un papel muy importante en la planificación y toma de decisiones agrícolas, el censo y seguimiento de recursos, la predicción de plagas y enfermedades y el rendimiento, la gestión de datos de inteligencia e información agrícola, la investigación y enseñanza científica agrícola, etc. . La aplicación de las computadoras electrónicas en la agricultura de mi país comenzó a principios de los años 1970, pero no fue hasta los años 1980 que se lograron buenas condiciones de desarrollo. En la actualidad, los campos de aplicación se han ampliado gradualmente desde la plantación y la ganadería hasta la pesca y la silvicultura, desde la enseñanza y la investigación científica hasta la gestión de la producción, y las rutas de aplicación se han profundizado gradualmente desde la informática científica hasta el procesamiento de información, los experimentos de simulación y el control en tiempo real. y se han logrado resultados preliminares.
Hasta ahora, la aplicación de las computadoras electrónicas en la agricultura incluye principalmente los siguientes aspectos.
Las operaciones numéricas incluyen principalmente cálculos científicos y experimentos numéricos.
Computación científica La velocidad de computación actual de las computadoras es generalmente de cientos de miles a cuatrillones de veces por segundo, y las supercomputadoras pueden alcanzar más de 100 millones de veces por segundo. El número de dígitos de cálculo también está aumentando y las computadoras de 32 bits de uso común pueden tener una precisión de más de una docena de dígitos significativos. Por lo tanto, el uso de ordenadores para cálculos complejos y urgentes en la agricultura resulta beneficioso. En cálculos y diseños de ingeniería agrícola con problemas complejos, grandes cantidades de cálculos y alta precisión, en operaciones algebraicas y matriciales, operaciones diferenciales e integrales o análisis estadísticos complejos (como análisis de regresión, análisis de conglomerados, análisis de variables y análisis de series de tiempo). ) y opciones de optimización, la computadora puede ahorrar mucho tiempo. Los cálculos urgentes, como los pronósticos meteorológicos, los pronósticos de plagas, etc., a menudo requieren la recopilación de grandes cantidades de datos de observación y el uso de modelos matemáticos para los cálculos. En el pasado, se necesitaban 60.000 personas para que los resultados del cálculo se pusieran al día con los cambios climáticos de tres horas en un lugar. Hoy en día, sólo se necesitan decenas de minutos para usar una pequeña computadora para hacer un pronóstico del tiempo de cuatro días. Para realizar estos cálculos, las computadoras modernas suelen estar equipadas con potentes aplicaciones informáticas científicas y de ingeniería que se utilizan ampliamente en la investigación agrícola, incluidas GENSTAT, bibliotecas NAG y SAS. Además, las unidades de aplicación también pueden escribir programas informáticos especiales según sus propias necesidades. Al utilizarlos, sólo necesitan introducir los parámetros necesarios y se proporcionarán los resultados del cálculo.
Las pruebas numéricas consisten en diseñar, analizar y comparar soluciones mediante cálculos informáticos, y seleccionar la mejor solución entre muchos diseños para obtener menores costos y mayores beneficios. Ha sido ampliamente utilizado en ingeniería agrícola, gestión empresarial e investigación científica. Un ejemplo destacado es la formulación de fórmulas de piensos para ganado y aves de corral bajo la dirección de una computadora: en función de las existencias de pienso, la demanda de diversos nutrientes por parte del ganado y las aves de corral, los cambios en los precios de mercado y otras condiciones, se introducen datos pertinentes en el computadora, y luego se proponen algunas restricciones, como Especificar el rango de dosificación de ciertos piensos o aditivos, controlar la dosificación de piensos de alto precio o agotados, etc. , y la computadora puede ofrecer una variedad de fórmulas de alimentos mixtos y elegir la mejor fórmula. Además, las computadoras se utilizan para seleccionar programas óptimos de fertilización, programas de plantación de cultivos y programas de gestión de producción. Debido a que los experimentos numéricos requieren el uso de programación lineal, programación entera, programación dinámica y otros métodos, las computadoras poderosas están equipadas con estos programas de cálculo, que son muy convenientes de usar.
Procesamiento de información La información procesada por computadoras incluye números, caracteres, patrones de imágenes y señales de sonido. El procesamiento del sonido todavía está bajo investigación y el procesamiento de datos de texto digitales y patrones de imágenes ya se utiliza ampliamente.
② Para experimentos que no se pueden realizar en el sitio debido a las condiciones, se puede utilizar para predecir los resultados. Si se establece un modelo informático basado en la relación entre el rendimiento de los cultivos y los principales factores que influyen en las plagas y enfermedades, y luego se ingresan los datos correspondientes de acuerdo con la situación real durante la predicción, se puede predecir la tendencia del rendimiento de los cultivos o las plagas y enfermedades. . Algunos países han predicho con éxito las plagas y enfermedades del arroz y los cítricos, han descrito el comportamiento migratorio de las plagas en el campo y han calculado el área de aplicación concentrada de pesticidas en el campo (área de trampa) y el tiempo correspondiente a diferentes tipos de plagas. China también ha comenzado una investigación de predicción por computadora, y se han aplicado en pequeña escala los modelos de relación establecidos entre el rendimiento del trigo y los factores meteorológicos, los modelos de tasa de infección diaria de la roya lineal del trigo, los modelos de añublo del arroz y daños por barrenador, etc. (3) Para investigaciones importantes pero arriesgadas que no pueden llevarse a cabo precipitadamente, se pueden utilizar computadoras para realizar experimentos preparatorios. Por ejemplo, en la investigación económica agrícola y la gestión de la producción, se pueden establecer modelos informáticos para simular las políticas agrícolas actuales, que pueden analizar la relación de oferta y demanda de los principales productos agrícolas y su equilibrio de precios y producción, y ayudar a formular una planificación estratégica a largo plazo. Por ejemplo, el modelo del "Sistema de Planificación Agrícola Nacional Regional" de Estados Unidos, el modelo de concentración parcelaria de Indonesia y el modelo de la industria azucarera de Cuba entran todos en esta categoría. China también está estudiando el establecimiento de un modelo de optimización para la gestión de la producción agrícola o de condado y un "modelo estratégico para el desarrollo de cereales y cultivos comerciales" a nivel nacional para servir a la formulación de estrategias de desarrollo agrícola. Varios lenguajes de simulación dedicados, como GPSS, Gasp, CSMP, etc. , fue producido para adaptarse a la tecnología de simulación por computadora, lo que puede hacer que escribir programas de simulación sea más conveniente que usar lenguajes de algoritmos generales.
El control en tiempo real también se denomina control de procesos. Es decir, en la producción y los experimentos científicos, las computadoras se utilizan para detectar y recopilar los parámetros principales del sistema de manera oportuna y ajustarlos automáticamente de acuerdo con un estado estándar predeterminado o un valor óptimo, logrando así la automatización del control. El control en tiempo real desempeña un papel especialmente importante en la horticultura, la ganadería y la avicultura. Debido a la producción intensiva e industrializada en este campo, se requiere un control automático y una regulación integral de las condiciones ambientales como temperatura, humedad y luz, así como el suministro de agua y nutrientes. Muchas unidades de producción suelen utilizar para este fin ordenadores de placa única o microordenadores. El método consiste en introducir continuamente en el ordenador diversos parámetros medidos en invernaderos y graneros, que los compara con valores ideales determinados por programas preprogramados. Si es inconsistente, enviará una alarma o señal de ajuste, controlará los componentes de ajuste y realizará automáticamente operaciones como ventilación, sombreado, suministro de agua y alimentación para garantizar que el sistema esté en un estado ideal. Además, algunas máquinas agrícolas, como los secadores de granos y los tractores, también pueden controlarse automáticamente mediante computadoras de placa única para mejorar su rendimiento de trabajo. Los grandes instrumentos de precisión utilizados en la investigación científica, como varios espectrómetros, dispositivos de activación de neutrones, etc., pueden recopilar y procesar datos automáticamente después de estar equipados con microcomputadoras especiales, lo que también mejora en gran medida la eficiencia de uso.
Los gráficos de diseño CAD se componen esencialmente de sistemas de coordenadas y puntos. Una computadora electrónica puede almacenar miles de puntos de datos. Si especifica la posición de un punto en el sistema de coordenadas, la computadora puede dibujar gráficos extremadamente complejos. Según este principio, el diseño asistido por ordenador se realiza mediante un sistema informático equipado con una pantalla con un lápiz óptico y un trazador. A menudo se utiliza en ingeniería agrícola para ayudar a diseñar edificios ganaderos, maquinaria agrícola e instalaciones de conservación de agua.