Digitale computere producerer tal som output.
Billedkredit: Heltebilleder/heltebilleder/GettyImages
På grund af begrænsningerne af digital computing i 1960'erne og 70'erne løste ingeniører, teknikere og videnskabsmænd komplekse problemer ved hjælp af analoge computere. En analog computer genererer kontinuerlige signaler ved hjælp af drejeknapper og kontakter til input og målere til output. Med fremskridt inden for digital teknologi døde analog computing ud i slutningen af det 20. århundrede, selvom mange af dens ideer fortsætter i design af musiksynthesizere. Selvom hver enkelt løser lignende problemer, er der flere analoge og digitale computerforskelle at bemærke.
Analog og digital computerudgang
Digitale computere producerer tal som output. Computeren bruger skærme, printere, diskdrev og andet ydre enheder til at fange dette output. Analoge computere udsender spændingssignaler og har sæt analoge målere og oscilloskoper til at vise spændingerne.
Dagens video
Typer af elektroniske kredsløb
Analoge computerkredsløb bruger op-forstærkere, signalgeneratorer og netværk af modstande og kondensatorer. Disse kredsløb behandler kontinuerlige spændingssignaler. Digitale computere bruger en række tænd-sluk-koblingskredsløb, såsom mikroprocessorer, klokpulsgeneratorer og logiske porte.
Diskrete versus kontinuerlige signaler
Den vigtigste egenskab, der adskiller digitale fra analoge computere, er signalernes karakter. Digitale signaler har to diskrete tilstande, tændt eller slukket. Off-tilstanden er normalt nul volt, og den høje tilstand er typisk fem volt. Analoge signaler er kontinuerlige. De kan have en hvilken som helst værdi mellem to yderpunkter, såsom -15 og +15 volt. Et analogt signals spænding kan være konstant eller variere med tiden.
Forskellige emuleringsmuligheder
Med forbedret teknologi kan hurtige digitale computere efterligne analoge computeres adfærd. For eksempel kan et program i en digital computer beregne en 2.000 Hz sinusbølge i realtid, og med nøjagtighed og pålidelighed, som analoge kredsløb ikke kan matche. Analoge computere har en begrænset evne til at efterligne digitale systemer.
Tilgængelighed for brugere
Der findes få eksempler på analoge computere. Komponenterne og designs eksisterer stadig, selvom få søger at bygge dem. På den anden side er næsten alle computere, der arbejder i dag, digitale, lige fra simple apparatcontrollere til supercomputere i rumstørrelse med tusindvis af mikroprocessorer.
Støjniveau
Analoge computere skal håndtere et vist minimumsniveau af elektrisk støj i kredsløbene, og det påvirker nøjagtigheden. Digitale computerkredsløb har også elektrisk støj, selvom det har ringe eller ingen effekt på nøjagtighed eller pålidelighed.
Analog og digital computerprogrammering
Du kan programmere både analoge og digitale computere, selvom metoderne er forskellige. Digitale computere bruger omhyggeligt skrevne lister med indviklede instruktioner, herunder sammenligning af to tal, flytning af data fra et sted til et andet eller multiplikation af to tal sammen.
For at programmere en analog computer forbinder man forskellige delsystemer elektrisk med patchkabler. Tilslut for eksempel en signalgenerator til en kontrolknap, som varierer signalstyrken.
Størrelse på computere
Et eksempel på analog computerenhed kunne være et lille skrivebordssystem på størrelse med en stor bog, men høje stativer fyldt med udstyr er også analoge computere. Et digitalt computereksempel kunne være en lille mikrochip, der kun er et par millimeter i kvadrat, men det kan også være en serverinstallation i rumstørrelse.
Signalkoordinationsforskelle
En digital computer koordinerer sine signaler med et masterur. Uret producerer en højfrekvent strøm af tænd-sluk elektriske impulser; hver puls er et "tick" af uret. Hver aktivitet i computeren, fra sammenligning af tal til flytning af data i hukommelsen, tager et defineret antal urimpulser. Urets hastighed bestemmer computerens samlede hastighed.
I en analog computer flyder signaler simpelthen fra det ene kredsløb til det næste, uden at have nogen forudeksisterende central koordination. På grund af denne mangel på koordinering kan analoge computere afsløre kaotisk og uforudsigelig adfærd lettere end digitale systemer.
Datalagringskompleksitet
Den numeriske, diskrete karakter af digitale computere gør datalagring enkel. Et hukommelseskredsløb kopierer og bevarer et andet kredsløbs diskrete tilstande.
For analoge computere er lagring af data sværere, da de bruger kontinuerlige signaler. Et kredsløb, der gemmer et analogt signal, er tilbøjeligt til at drive over tid. Den bedste tilgang til analoge computere er en hybrid. Konverter det analoge signal til et tal og gem nummeret i et digitalt kredsløb.
