I computer digitali producono numeri come output.
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A causa dei limiti dell'informatica digitale negli anni '60 e '70, ingegneri, tecnici e scienziati hanno risolto problemi complessi utilizzando computer analogici. Un computer analogico genera segnali continui utilizzando quadranti e interruttori per l'ingresso e misuratori per l'uscita. Con il progresso della tecnologia digitale, l'informatica analogica si è estinta alla fine del XX secolo, sebbene molte delle sue idee continuino nei progetti di sintetizzatori musicali. Sebbene ognuno risolva problemi simili, ci sono diverse differenze tra computer analogici e digitali da notare.
Uscita computer analogica e digitale
I computer digitali producono numeri come output. Il computer utilizza schermi di visualizzazione, stampanti, unità disco e altre periferiche per acquisire questo output. I computer analogici emettono segnali di tensione e dispongono di set di misuratori analogici e oscilloscopi per visualizzare le tensioni.
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Tipi di circuiti elettronici
I circuiti dei computer analogici utilizzano amplificatori operazionali, generatori di segnali e reti di resistori e condensatori. Questi circuiti elaborano segnali di tensione continua. I computer digitali utilizzano una varietà di circuiti di commutazione on-off, come microprocessori, generatori di impulsi di clock e porte logiche.
Segnali discreti e continui
La caratteristica principale che distingue i computer digitali da quelli analogici è la natura dei segnali. I segnali digitali hanno due stati discreti, acceso o spento. Lo stato spento è solitamente di zero volt e lo stato alto è tipicamente di cinque volt. I segnali analogici sono continui. Possono avere qualsiasi valore compreso tra due estremi, come -15 e +15 volt. La tensione di un segnale analogico può essere costante o variare nel tempo.
Diverse capacità di emulazione
Con una tecnologia migliorata, i computer digitali veloci possono emulare il comportamento dei computer analogici. Ad esempio, un programma in un computer digitale può calcolare un'onda sinusoidale di 2.000 Hz in tempo reale e con una precisione e un'affidabilità che i circuiti analogici non possono eguagliare. I computer analogici hanno una capacità limitata di imitare i sistemi digitali.
Disponibilità per gli utenti
Esistono pochi esempi di computer analogici. I componenti e i progetti esistono ancora, anche se pochi cercano di costruirli. D'altra parte, quasi tutti i computer che funzionano oggi sono digitali, dai semplici controller di elettrodomestici ai supercomputer delle dimensioni di una stanza con migliaia di microprocessori.
Livello di rumore
I computer analogici devono gestire un certo livello minimo di rumore elettrico nei circuiti e questo influisce sulla precisione. Anche i circuiti dei computer digitali hanno rumore elettrico, sebbene abbia poco o nessun effetto sulla precisione o sull'affidabilità.
Programmazione di computer analogici e digitali
È possibile programmare computer sia analogici che digitali, sebbene i metodi siano diversi. I computer digitali utilizzano elenchi scritti con cura di istruzioni complesse, incluso il confronto di due numeri, lo spostamento di dati da una posizione all'altra o la moltiplicazione di due numeri.
Per programmare un computer analogico, si collegano elettricamente diversi sottosistemi con cavi patch. Ad esempio, collegare un generatore di segnale a una manopola di controllo che varia la potenza del segnale.
Dimensioni dei computer
Un esempio di dispositivo per computer analogico potrebbe essere un piccolo sistema desktop delle dimensioni di un grande libro, ma anche gli scaffali alti carichi di apparecchiature sono computer analogici. Un esempio di computer digitale potrebbe essere un minuscolo microchip di pochi millimetri quadrati, ma potrebbe anche essere un'installazione server delle dimensioni di una stanza.
Differenze nella coordinazione del segnale
Un computer digitale coordina i suoi segnali con un orologio principale. L'orologio produce un flusso ad alta frequenza di impulsi elettrici on-off; ogni impulso è un "tic" dell'orologio. Ogni attività nel computer, dal confronto dei numeri allo spostamento dei dati in memoria, richiede un numero definito di impulsi di clock. La velocità dell'orologio determina la velocità complessiva del computer.
In un computer analogico, i segnali fluiscono semplicemente da un circuito all'altro, senza alcun coordinamento centrale preesistente. A causa di questa mancanza di coordinamento, i computer analogici possono rivelare un comportamento caotico e imprevedibile più facilmente dei sistemi digitali.
Complessità di archiviazione dei dati
La natura numerica e discreta dei computer digitali semplifica l'archiviazione dei dati. Un circuito di memoria copia e conserva gli stati discreti di un altro circuito.
Per i computer analogici, l'archiviazione dei dati è più difficile, poiché utilizzano segnali continui. Un circuito che memorizza un segnale analogico è soggetto a deriva nel tempo. L'approccio migliore per i computer analogici è ibrido. Converti il segnale analogico in un numero e memorizza il numero in un circuito digitale.
