10 atšķirības starp analogajiem un digitālajiem datoriem

Sakarā ar digitālās skaitļošanas ierobežojumiem 1960. un 70. gados inženieri, tehniķi un zinātnieki risināja sarežģītas problēmas, izmantojot analogos datorus. Analogais dators ģenerē nepārtrauktus signālus, izmantojot ieejas ciparnīcas un slēdžus, bet izvadei izmantojot mērītājus. Attīstoties digitālajām tehnoloģijām, analogā skaitļošana izmira 20. gadsimta beigās, lai gan daudzas tās idejas tiek izmantotas mūzikas sintezatoru dizainā. Lai gan katrs no tiem atrisina līdzīgas problēmas, ir jāņem vērā vairākas analogo un digitālo datoru atšķirības.

Digitālie datori izvada skaitļus. Lai uztvertu šo izvadi, dators izmanto displejus, printerus, disku diskus un citas perifērijas ierīces. Analogie datori izvada sprieguma signālus, un tiem ir analogo skaitītāju un osciloskopu komplekti, lai parādītu spriegumu.

Analogo datoru ķēdēs tiek izmantoti darbības pastiprinātāji, signālu ģeneratori un rezistoru un kondensatoru tīkli. Šīs shēmas apstrādā nepārtrauktus sprieguma signālus. Digitālie datori izmanto dažādas ieslēgšanas-izslēgšanas shēmas, piemēram, mikroprocesorus, pulksteņa impulsu ģeneratorus un loģiskos vārtus.

Galvenā iezīme, kas atšķir digitālos no analogajiem datoriem, ir signālu raksturs. Digitālajiem signāliem ir divi atsevišķi stāvokļi — ieslēgts vai izslēgts. Izslēgtā stāvoklī parasti ir nulle volti, un augstais stāvoklis parasti ir pieci volti. Analogie signāli ir nepārtraukti. Tiem var būt jebkura vērtība starp divām galējībām, piemēram, -15 un +15 volti. Analogā signāla spriegums var būt nemainīgs vai mainīties atkarībā no laika.

Izmantojot uzlabotās tehnoloģijas, ātrie digitālie datori var līdzināties analogo datoru darbībai. Piemēram, programma digitālā datorā var aprēķināt 2000 Hz sinusoidālo vilni reāllaikā un ar tādu precizitāti un uzticamību, kādu nevar saskaņot analogās shēmas. Analogajiem datoriem ir ierobežota iespēja atdarināt digitālās sistēmas.

Ir daži analogo datoru piemēri. Komponenti un dizainparaugi joprojām pastāv, lai gan daži cenšas tos izveidot. No otras puses, gandrīz visi mūsdienās strādājošie datori ir digitāli, sākot no vienkāršiem ierīču kontrolleriem līdz istabas izmēra superdatoriem ar tūkstošiem mikroprocesoru.

Analogajiem datoriem ir jātiek galā ar noteiktu minimālo elektriskā trokšņa līmeni ķēdēs, un tas ietekmē precizitāti. Digitālajām datoru shēmām ir arī elektrisks troksnis, lai gan tas maz vai nemaz neietekmē precizitāti vai uzticamību.

Varat programmēt gan analogos, gan digitālos datorus, lai gan metodes atšķiras. Digitālie datori izmanto rūpīgi uzrakstītus sarežģītu instrukciju sarakstus, tostarp divu skaitļu salīdzināšanu, datu pārvietošanu no vienas vietas uz citu vai divu skaitļu reizināšanu kopā.

Lai programmētu analogo datoru, dažādas apakšsistēmas ir elektriski jāsavieno kopā ar ielāpu kabeļiem. Piemēram, savienojiet signāla ģeneratoru ar vadības pogu, kas maina signāla stiprumu.

Analogās datorierīces piemērs varētu būt neliela galddatora sistēma lielas grāmatas izmērā, bet augstie plaukti, kas piekrauti ar aprīkojumu, ir arī analogie datori. Digitālā datora piemērs varētu būt niecīga mikroshēma, kas ir tikai dažus milimetrus kvadrātā, bet tā varētu būt arī istabas izmēra servera instalācija.

Digitālais dators koordinē savus signālus ar galveno pulksteni. Pulkstenis rada augstfrekvences ieslēgšanas-izslēgšanas elektrisko impulsu plūsmu; katrs impulss ir pulksteņa "ķeksītis". Katra darbība datorā, sākot no skaitļu salīdzināšanas līdz datu pārvietošanai atmiņā, prasa noteiktu pulksteņa impulsu skaitu. Pulksteņa ātrums nosaka datora kopējo ātrumu.

Analogā datorā signāli vienkārši plūst no vienas ķēdes uz nākamo, bez iepriekšējas centrālās koordinācijas. Šī koordinācijas trūkuma dēļ analogie datori var vieglāk atklāt haotisku un neparedzamu uzvedību nekā digitālās sistēmas.

Ciparu datoru ciparu, diskrētais raksturs padara datu glabāšanu vienkāršu. Atmiņas ķēde kopē un saglabā citas ķēdes diskrētos stāvokļus.

Analogajiem datoriem datu glabāšana ir grūtāka, jo tie izmanto nepārtrauktus signālus. Shēma, kas saglabā analogo signālu, laika gaitā var novirzīties. Labākā pieeja analogajiem datoriem ir hibrīds. Pārveidojiet analogo signālu par skaitli un saglabājiet numuru digitālajā shēmā.