10 erinevust analoog- ja digitaalarvutite vahel

Digitaalse andmetöötluse piirangute tõttu 1960. ja 70. aastatel lahendasid insenerid, tehnikud ja teadlased keerulisi probleeme analoogarvutite abil. Analoogarvuti genereerib pidevaid signaale, kasutades sisendiks valijaid ja lüliteid ning väljundiks arvestiid. Digitehnoloogia arenguga suri analoogarvutus 20. sajandi lõpus välja, kuigi paljud selle ideed kanduvad edasi muusikasüntesaatorite disainides. Kuigi igaüks neist lahendab sarnaseid probleeme, tuleb märkida mitmeid analoog- ja digitaalarvutite erinevusi.

Digitaalarvutid toodavad väljundina numbreid. Arvuti kasutab selle väljundi salvestamiseks kuvariekraane, printereid, kettaseadmeid ja muid välisseadmeid. Analoogarvutid väljastavad pingesignaale ning neil on pinge kuvamiseks analoogmõõturite ja ostsilloskoopide komplektid.

Analoogarvutite ahelad kasutavad operatsioonivõimendeid, signaaligeneraatoreid ning takistite ja kondensaatorite võrke. Need ahelad töötlevad pidevaid pingesignaale. Digitaalarvutites kasutatakse mitmesuguseid sisse-välja lülitusahelaid, näiteks mikroprotsessoreid, taktimpulsside generaatoreid ja loogilisi väravaid.

Peamine omadus, mis eristab digitaalset analoogarvutitest, on signaalide iseloom. Digitaalsignaalidel on kaks diskreetset olekut, sees või väljas. Väljalülitatud olek on tavaliselt null volti ja kõrge olek on tavaliselt viis volti. Analoogsignaalid on pidevad. Nende väärtus võib olla kahe äärmuse vahel, näiteks -15 ja +15 volti. Analoogsignaali pinge võib olla konstantne või ajas muutuda.

Täiustatud tehnoloogia abil saavad kiired digitaalarvutid jäljendada analoogarvutite käitumist. Näiteks suudab digitaalarvutis olev programm arvutada 2000 Hz siinuslainet reaalajas ning sellise täpsuse ja usaldusväärsusega, mida analoogskeemid ei suuda võrrelda. Analoogarvutitel on digitaalsete süsteemide jäljendamiseks piiratud võimalus.

Analoogarvutite näiteid on vähe. Komponendid ja kujundused on endiselt olemas, kuigi vähesed soovivad neid ehitada. Teisest küljest on peaaegu kõik tänapäeval töötavad arvutid digitaalsed, alates lihtsatest seadmekontrolleritest kuni ruumisuuruste superarvutiteni, millel on tuhandeid mikroprotsessoreid.

Analoogarvutid peavad toime tulema teatud minimaalse elektrilise müratasemega ahelates ja see mõjutab täpsust. Digitaalsetel arvutiahelatel on ka elektrilist müra, kuigi see ei mõjuta täpsust ega töökindlust vähe või üldse mitte.

Saate programmeerida nii analoog- kui ka digitaalarvuteid, kuigi meetodid on erinevad. Digitaalarvutid kasutavad hoolikalt koostatud keerukate juhiste loendeid, sealhulgas kahe numbri võrdlemist, andmete ühest kohast teise teisaldamist või kahe arvu korrutamist.

Analoogarvuti programmeerimiseks ühendate erinevad alamsüsteemid elektriliselt patch-kaablitega. Näiteks ühendage signaaligeneraator juhtnupuga, mis muudab signaali tugevust.

Analoogarvutiseadme näiteks võib olla väike lauaarvuti, mis on suure raamatu mõõtu, kuid kõrged varustusega koormatud nagid on ka analoogarvutid. Digitaalarvuti näide võib olla väike mikrokiip, mis on vaid mõne millimeetri ruudu suurune, kuid see võib olla ka ruumi suurune serveriinstallatsioon.

Digitaalne arvuti koordineerib oma signaale põhikellaga. Kell toodab kõrgsageduslikku sisse-välja elektriimpulsside voogu; iga impulss on kella "tikk". Iga tegevus arvutis, alates numbrite võrdlemisest kuni andmete mälus teisaldamiseni, võtab teatud arvu kella impulsse. Kella kiirus määrab arvuti üldise kiiruse.

Analoogarvutis liiguvad signaalid lihtsalt ühest vooluringist teise, ilma eelneva keskse koordineerimiseta. Selle koordineerimise puudumise tõttu suudavad analoogarvutid kaootilist ja ettearvamatut käitumist paljastada kergemini kui digitaalsed süsteemid.

Digitaalarvutite arvuline ja diskreetne olemus muudab andmete salvestamise lihtsaks. Mäluahel kopeerib ja säilitab teise vooluahela diskreetsed olekud.

Analoogarvutite puhul on andmete salvestamine keerulisem, kuna need kasutavad pidevaid signaale. Analoogsignaali salvestav vooluahel kaldub aja jooksul triivima. Parim lähenemine analoogarvutitele on hübriidarvuti. Teisendage analoogsignaal numbriks ja salvestage number digitaalsesse vooluringi.