Les ordinateurs numériques produisent des nombres en sortie.
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En raison des limites de l'informatique numérique dans les années 60 et 70, les ingénieurs, techniciens et scientifiques ont résolu des problèmes complexes à l'aide d'ordinateurs analogiques. Un ordinateur analogique génère des signaux continus à l'aide de cadrans et de commutateurs pour l'entrée et de compteurs pour la sortie. Avec les progrès de la technologie numérique, l'informatique analogique s'est éteinte à la fin du 20e siècle, bien que bon nombre de ses idées se poursuivent dans la conception des synthétiseurs musicaux. Bien que chacun résolve des problèmes similaires, il existe plusieurs différences informatiques analogiques et numériques à noter.
Sortie informatique analogique et numérique
Les ordinateurs numériques produisent des nombres en sortie. L'ordinateur utilise des écrans d'affichage, des imprimantes, des lecteurs de disque et d'autres périphériques pour capturer cette sortie. Les ordinateurs analogiques produisent des signaux de tension et disposent d'ensembles de compteurs analogiques et d'oscilloscopes pour afficher les tensions.
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Types de circuits électroniques
Les circuits d'ordinateurs analogiques utilisent des amplificateurs opérationnels, des générateurs de signaux et des réseaux de résistances et de condensateurs. Ces circuits traitent des signaux de tension continue. Les ordinateurs numériques utilisent une variété de circuits de commutation marche-arrêt, tels que des microprocesseurs, des générateurs d'impulsions d'horloge et des portes logiques.
Signaux discrets ou continus
La principale caractéristique qui distingue les ordinateurs numériques des ordinateurs analogiques est la nature des signaux. Les signaux numériques ont deux états discrets, activés ou désactivés. L'état éteint est généralement de zéro volt et l'état haut est généralement de cinq volts. Les signaux analogiques sont continus. Ils peuvent avoir n'importe quelle valeur entre deux extrêmes, comme -15 et +15 volts. La tension d'un signal analogique peut être constante ou varier dans le temps.
Différentes capacités d'émulation
Grâce à une technologie améliorée, les ordinateurs numériques rapides peuvent émuler le comportement des ordinateurs analogiques. Par exemple, un programme dans un ordinateur numérique peut calculer une onde sinusoïdale de 2 000 Hz en temps réel, et avec une précision et une fiabilité que les circuits analogiques ne peuvent égaler. Les ordinateurs analogiques ont une capacité limitée à imiter les systèmes numériques.
Disponibilité pour les utilisateurs
Il reste peu d'exemples d'ordinateurs analogiques. Les composants et les conceptions existent toujours, bien que peu cherchent à les construire. D'un autre côté, presque tous les ordinateurs fonctionnant aujourd'hui sont numériques, allant des simples contrôleurs d'appareils aux superordinateurs de la taille d'une pièce avec des milliers de microprocesseurs.
Niveau de bruit
Les ordinateurs analogiques doivent gérer un certain niveau minimum de bruit électrique dans les circuits, ce qui affecte la précision. Les circuits informatiques numériques ont également du bruit électrique, bien que cela n'ait que peu ou pas d'effet sur la précision ou la fiabilité.
Programmation informatique analogique et numérique
Vous pouvez programmer à la fois des ordinateurs analogiques et numériques, bien que les méthodes soient différentes. Les ordinateurs numériques utilisent des listes soigneusement rédigées d'instructions complexes, notamment la comparaison de deux nombres, le déplacement de données d'un endroit à un autre ou la multiplication de deux nombres.
Pour programmer un ordinateur analogique, vous connectez électriquement différents sous-systèmes avec des câbles de raccordement. Par exemple, connectez un générateur de signal à un bouton de commande qui fait varier la force du signal.
Taille des ordinateurs
Un exemple de périphérique informatique analogique pourrait être un petit système de bureau de la taille d'un gros livre, mais les grands racks chargés d'équipements sont également des ordinateurs analogiques. Un exemple d'ordinateur numérique pourrait être une minuscule micropuce qui ne fait que quelques millimètres carrés, mais cela pourrait aussi être une installation de serveur de la taille d'une pièce.
Différences de coordination des signaux
Un ordinateur numérique coordonne ses signaux avec une horloge mère. L'horloge produit un flux à haute fréquence d'impulsions électriques marche-arrêt; chaque impulsion étant un "tic" de l'horloge. Chaque activité dans l'ordinateur, de la comparaison des nombres au déplacement des données en mémoire, prend un nombre défini d'impulsions d'horloge. La vitesse de l'horloge détermine la vitesse globale de l'ordinateur.
Dans un ordinateur analogique, les signaux circulent simplement d'un circuit à l'autre, sans coordination centrale préexistante. En raison de ce manque de coordination, les ordinateurs analogiques peuvent révéler un comportement chaotique et imprévisible plus facilement que les systèmes numériques.
Complexité du stockage des données
La nature numérique et discrète des ordinateurs numériques simplifie le stockage des données. Un circuit mémoire copie et conserve les états discrets d'un autre circuit.
Pour les ordinateurs analogiques, le stockage des données est plus difficile, car ils utilisent des signaux continus. Un circuit qui stocke un signal analogique est susceptible de dériver avec le temps. La meilleure approche pour les ordinateurs analogiques est une approche hybride. Convertissez le signal analogique en un nombre et stockez le nombre dans un circuit numérique.
