Цифровите компютри произвеждат числа като изход.
Кредит на изображението: Изображения на герои/Изображения на герои/GettyImages
Поради ограниченията на цифровите изчисления през 60-те и 70-те години на миналия век, инженери, техници и учени решаваха сложни проблеми с помощта на аналогови компютри. Аналогов компютър генерира непрекъснати сигнали, използвайки дискове и превключватели за вход и измервателни уреди за изход. С напредъка на цифровите технологии аналоговите компютри изчезнаха в края на 20-ти век, въпреки че много от идеите им се прилагат в дизайна на музикални синтезатори. Въпреки че всеки от тях решава подобни проблеми, трябва да се отбележат няколко аналогови и цифрови компютърни разлики.
Аналогов и цифров компютърен изход
Цифровите компютри произвеждат числа като изход. Компютърът използва дисплеи, принтери, дискови устройства и други периферни устройства, за да улови този изход. Аналоговите компютри извеждат сигнали за напрежение и имат набори от аналогови измервателни уреди и осцилоскопи за показване на напреженията.
Видео на деня
Видове електронни схеми
Аналоговите компютри използват операционни усилватели, генератори на сигнали и мрежи от резистори и кондензатори. Тези схеми обработват сигнали за непрекъснато напрежение. Цифровите компютри използват различни схеми за включване и изключване, като микропроцесори, генератори на тактови импулси и логически порти.
Дискретни срещу непрекъснати сигнали
Основната характеристика, която отличава цифровите от аналоговите компютри, е естеството на сигналите. Цифровите сигнали имат две дискретни състояния, включено или изключено. Изключеното състояние обикновено е нула волта, а високото състояние обикновено е пет волта. Аналоговите сигнали са непрекъснати. Те могат да имат всякаква стойност между две крайности, като -15 и +15 волта. Напрежението на аналоговия сигнал може да бъде постоянно или да варира с времето.
Различни възможности за емулация
С подобрена технология бързите цифрови компютри могат да емулират поведението на аналоговите компютри. Например, програма в цифров компютър може да изчисли синусоида от 2000 Hz в реално време и с точност и надеждност, които аналоговите схеми не могат да съвпадат. Аналоговите компютри имат ограничена способност да имитират цифрови системи.
Достъпност за потребители
Все още съществуват няколко примера за аналогови компютри. Компонентите и дизайните все още съществуват, макар че малцина се стремят да ги изградят. От друга страна, почти всички работещи днес компютри са цифрови, вариращи от обикновени контролери на уреди до суперкомпютри с размер на стая с хиляди микропроцесори.
Ниво на шум
Аналоговите компютри трябва да се справят с определено минимално ниво на електрически шум във веригите и това се отразява на точността. Цифровите компютърни схеми също имат електрически шум, въпреки че има малък или никакъв ефект върху точността или надеждността.
Аналогово и цифрово компютърно програмиране
Можете да програмирате както аналогови, така и цифрови компютри, въпреки че методите са различни. Цифровите компютри използват внимателно написани списъци със сложни инструкции, включително сравняване на две числа, преместване на данни от едно място на друго или умножаване на две числа заедно.
За да програмирате аналогов компютър, вие свързвате различни подсистеми заедно чрез електрически кабели. Например свържете генератор на сигнал към копче за управление, което променя силата на сигнала.
Размер на компютрите
Пример за аналогово компютърно устройство може да бъде малка настолна система с размерите на голяма книга, но високите стелажи, натоварени с оборудване, също са аналогови компютри. Пример за цифров компютър може да бъде малък микрочип, който е само няколко квадратни милиметра, но може да бъде и сървърна инсталация с размер на стая.
Разлики в координацията на сигнала
Цифров компютър координира своите сигнали с главен часовник. Часовникът произвежда високочестотен поток от електрически импулси; всеки импулс е "отметка" на часовника. Всяка дейност в компютъра, от сравняване на числа до преместване на данни в паметта, отнема определен брой импулси на часовника. Скоростта на часовника определя общата скорост на компютъра.
В аналогов компютър сигналите просто преминават от една верига към друга, без предварително съществуваща централна координация. Поради тази липса на координация аналоговите компютри могат да разкрият хаотично и непредсказуемо поведение по-лесно от цифровите системи.
Сложност на съхранението на данни
Числовата, дискретна природа на цифровите компютри прави съхранението на данни лесно. Верига на паметта копира и запазва дискретните състояния на друга верига.
За аналоговите компютри съхраняването на данни е по-трудно, тъй като те използват непрекъснати сигнали. Верига, която съхранява аналогов сигнал, е склонна да се отклонява с течение на времето. Най-добрият подход за аналоговите компютри е хибридният. Преобразувайте аналоговия сигнал в число и съхранявайте числото в цифрова схема.
