10 eroa analogisten ja digitaalisten tietokoneiden välillä

Digitaalisen laskennan rajoituksista johtuen 1960- ja 70-luvuilla insinöörit, teknikot ja tiedemiehet ratkaisivat monimutkaisia ​​ongelmia käyttämällä analogisia tietokoneita. Analoginen tietokone tuottaa jatkuvia signaaleja käyttämällä valitsimia ja kytkimiä tuloa varten ja mittareita ulostuloa varten. Digitaalisen tekniikan kehityksen myötä analoginen tietojenkäsittely kuoli 1900-luvun lopulla, vaikka monet sen ideat jatkuvat musiikkisyntetisaattorien suunnittelussa. Vaikka jokainen niistä ratkaisee samanlaiset ongelmat, on olemassa useita analogisia ja digitaalisia tietokoneeroja.

Digitaaliset tietokoneet tuottavat numeroita tulosteena. Tietokone käyttää näyttöjä, tulostimia, levyasemia ja muita oheislaitteita tämän lähdön kaappaamiseen. Analogiset tietokoneet lähettävät jännitesignaaleja, ja niissä on sarjat analogisia mittareita ja oskilloskooppeja jännitteiden näyttämiseksi.

Analogisten tietokoneiden piirit käyttävät operaatiovahvistimia, signaaligeneraattoreita ja vastusten ja kondensaattorien verkkoja. Nämä piirit käsittelevät jatkuvia jännitesignaaleja. Digitaalisissa tietokoneissa käytetään erilaisia ​​on-off-kytkentäpiirejä, kuten mikroprosessoreita, kellopulssigeneraattoreita ja logiikkaportteja.

Tärkein ominaisuus, joka erottaa digitaaliset tietokoneet analogisista tietokoneista, on signaalien luonne. Digitaalisilla signaaleilla on kaksi erillistä tilaa, päällä tai pois päältä. Pois päältä -tila on yleensä nolla volttia ja korkea tila on tyypillisesti viisi volttia. Analogiset signaalit ovat jatkuvia. Niillä voi olla mikä tahansa arvo kahden ääriarvon välillä, kuten -15 ja +15 volttia. Analogisen signaalin jännite voi olla vakio tai vaihdella ajan mukaan.

Parannetun tekniikan ansiosta nopeat digitaaliset tietokoneet voivat jäljitellä analogisten tietokoneiden käyttäytymistä. Esimerkiksi digitaalisessa tietokoneessa oleva ohjelma voi laskea 2000 Hz siniaallon reaaliajassa ja sellaisella tarkkuudella ja luotettavuudella, jota analogiset piirit eivät pysty vastaamaan. Analogisilla tietokoneilla on rajallinen kyky jäljitellä digitaalisia järjestelmiä.

Analogisista tietokoneista on olemassa muutamia esimerkkejä. Komponentit ja mallit ovat edelleen olemassa, vaikka harvat pyrkivät rakentamaan niitä. Toisaalta lähes kaikki nykyään toimivat tietokoneet ovat digitaalisia, aina yksinkertaisista laiteohjaimista huoneen kokoisiin supertietokoneisiin, joissa on tuhansia mikroprosessoreita.

Analogisten tietokoneiden on kestettävä tietty vähimmäistaso sähköistä kohinaa piireissä, ja tämä vaikuttaa tarkkuuteen. Digitaalisissa tietokonepiireissä on myös sähköistä kohinaa, vaikka sillä on vain vähän tai ei ollenkaan vaikutusta tarkkuuteen tai luotettavuuteen.

Voit ohjelmoida sekä analogisia että digitaalisia tietokoneita, vaikka menetelmät ovat erilaisia. Digitaaliset tietokoneet käyttävät huolellisesti kirjoitettuja monimutkaisten ohjeiden luetteloita, mukaan lukien kahden luvun vertailu, tietojen siirtäminen paikasta toiseen tai kahden luvun kertominen yhteen.

Analogisen tietokoneen ohjelmointia varten kytket eri alijärjestelmät sähköisesti yhteen patch-kaapeleilla. Liitä esimerkiksi signaaligeneraattori säätönuppiin, joka muuttaa signaalin voimakkuutta.

Esimerkki analogisesta tietokonelaitteesta voisi olla pieni, suuren kirjan kokoinen työpöytäjärjestelmä, mutta korkeat varusteilla ladatut telineet ovat myös analogisia tietokoneita. Digitaalinen tietokoneesimerkki voisi olla pieni mikrosiru, joka on vain muutaman millimetrin neliö, mutta se voi olla myös huoneen kokoinen palvelinasennus.

Digitaalinen tietokone koordinoi signaalinsa pääkellon kanssa. Kello tuottaa korkeataajuisen virran päälle-pois sähköpulsseja; jokainen pulssi on kellon "tiksu". Jokainen tietokoneen toiminta, numeroiden vertailusta tietojen siirtämiseen muistissa, kestää tietyn määrän kellopulsseja. Kellon nopeus määrittää tietokoneen kokonaisnopeuden.

Analogisessa tietokoneessa signaalit yksinkertaisesti virtaavat piiristä toiseen ilman olemassa olevaa keskuskoordinaatiota. Tämän koordinaation puutteen vuoksi analogiset tietokoneet voivat paljastaa kaoottisen ja arvaamattoman käyttäytymisen helpommin kuin digitaaliset järjestelmät.

Digitaalisten tietokoneiden numeerinen, diskreetti luonne tekee tietojen tallentamisesta helppoa. Muistipiiri kopioi ja säilyttää toisen piirin diskreetit tilat.

Analogisilla tietokoneilla tietojen tallentaminen on vaikeampaa, koska ne käyttävät jatkuvia signaaleja. Piiri, joka tallentaa analogisen signaalin, on altis ajautua ajan myötä. Paras tapa analogisille tietokoneille on hybridi. Muunna analoginen signaali numeroksi ja tallenna numero digitaaliseen piiriin.