Las computadoras digitales producen números como salida.
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Debido a las limitaciones de la computación digital en las décadas de 1960 y 1970, los ingenieros, técnicos y científicos resolvieron problemas complejos utilizando computadoras analógicas. Una computadora analógica genera señales continuas usando diales e interruptores para la entrada y medidores para la salida. Con el progreso de la tecnología digital, la computación analógica se extinguió a fines del siglo XX, aunque muchas de sus ideas continúan en los diseños de sintetizadores de música. Aunque cada uno resuelve problemas similares, hay varias diferencias entre computadoras analógicas y digitales a tener en cuenta.
Salida de computadora analógica y digital
Las computadoras digitales producen números como salida. La computadora usa pantallas de visualización, impresoras, unidades de disco y otros periféricos para capturar esta salida. Las computadoras analógicas emiten señales de voltaje y tienen conjuntos de medidores analógicos y osciloscopios para mostrar los voltajes.
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Tipos de circuitos electrónicos
Los circuitos de computadoras analógicas utilizan amplificadores operacionales, generadores de señales y redes de resistencias y condensadores. Estos circuitos procesan señales de voltaje continuo. Las computadoras digitales utilizan una variedad de circuitos de conmutación de encendido y apagado, como microprocesadores, generadores de pulsos de reloj y puertas lógicas.
Señales discretas versus continuas
La característica principal que distingue a las computadoras digitales de las analógicas es la naturaleza de las señales. Las señales digitales tienen dos estados discretos, encendido o apagado. El estado apagado suele ser de cero voltios y el estado alto suele ser de cinco voltios. Las señales analógicas son continuas. Pueden tener cualquier valor entre dos extremos, como -15 y +15 voltios. El voltaje de una señal analógica puede ser constante o variar con el tiempo.
Diferentes capacidades de emulación
Con tecnología mejorada, las computadoras digitales rápidas pueden emular el comportamiento de las computadoras analógicas. Por ejemplo, un programa en una computadora digital puede calcular una onda sinusoidal de 2000 Hz en tiempo real y con una precisión y confiabilidad que los circuitos analógicos no pueden igualar. Las computadoras analógicas tienen una capacidad limitada para imitar sistemas digitales.
Disponibilidad para los usuarios
Quedan pocos ejemplos de computadoras analógicas. Los componentes y diseños aún existen, aunque pocos buscan construirlos. Por otro lado, casi todas las computadoras que funcionan hoy en día son digitales, desde simples controladores de dispositivos hasta supercomputadoras del tamaño de una habitación con miles de microprocesadores.
Nivel de ruido
Las computadoras analógicas deben lidiar con un cierto nivel mínimo de ruido eléctrico en los circuitos, y esto afecta la precisión. Los circuitos de computadora digital también tienen ruido eléctrico, aunque tiene poco o ningún efecto sobre la precisión o confiabilidad.
Programación de computadoras analógicas y digitales
Puede programar computadoras tanto analógicas como digitales, aunque los métodos son diferentes. Las computadoras digitales usan listas cuidadosamente escritas de instrucciones complejas, que incluyen comparar dos números, mover datos de un lugar a otro o multiplicar dos números.
Para programar una computadora analógica, conecte diferentes subsistemas juntos eléctricamente con cables de conexión. Por ejemplo, conecte un generador de señal a una perilla de control que varía la fuerza de la señal.
Tamaño de las computadoras
Un ejemplo de dispositivo de computadora analógica podría ser un pequeño sistema de escritorio del tamaño de un libro grande, pero los estantes altos cargados de equipos también son computadoras analógicas. Un ejemplo de una computadora digital podría ser un pequeño microchip de solo unos pocos milímetros cuadrados, pero también podría ser una instalación de servidor del tamaño de una habitación.
Diferencias de coordinación de señales
Una computadora digital coordina sus señales con un reloj maestro. El reloj produce una corriente de alta frecuencia de pulsos eléctricos de encendido y apagado; cada pulso es un "tic" del reloj. Cada actividad en la computadora, desde comparar números hasta mover datos en la memoria, requiere un número definido de pulsos de reloj. La velocidad del reloj determina la velocidad general de la computadora.
En una computadora analógica, las señales simplemente fluyen de un circuito al siguiente, sin una coordinación central preexistente. Debido a esta falta de coordinación, las computadoras analógicas pueden revelar un comportamiento caótico e impredecible más fácilmente que los sistemas digitales.
Complejidad del almacenamiento de datos
La naturaleza numérica y discreta de las computadoras digitales simplifica el almacenamiento de datos. Un circuito de memoria copia y retiene los estados discretos de otro circuito.
Para las computadoras analógicas, almacenar datos es más difícil, ya que usan señales continuas. Un circuito que almacena una señal analógica es propenso a desviarse con el tiempo. El mejor enfoque para las computadoras analógicas es uno híbrido. Convierta la señal analógica en un número y almacene el número en un circuito digital.
