Os computadores digitais produzem números como saída.
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Devido às limitações da computação digital nas décadas de 1960 e 70, engenheiros, técnicos e cientistas resolveram problemas complexos usando computadores analógicos. Um computador analógico gera sinais contínuos usando dials e interruptores para entrada e medidores para saída. Com o progresso da tecnologia digital, a computação analógica morreu no final do século 20, embora muitas de suas idéias continuem em designs de sintetizadores musicais. Embora cada um resolva problemas semelhantes, há várias diferenças entre computadores analógicos e digitais a serem observados.
Saída analógica e digital para computador
Os computadores digitais produzem números como saída. O computador usa telas de exibição, impressoras, unidades de disco e outros periféricos para capturar essa saída. Os computadores analógicos emitem sinais de tensão e têm conjuntos de medidores e osciloscópios analógicos para exibir as tensões.
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Tipos de circuitos eletrônicos
Os circuitos dos computadores analógicos usam amplificadores operacionais, geradores de sinal e redes de resistores e capacitores. Esses circuitos processam sinais de tensão contínua. Os computadores digitais usam uma variedade de circuitos de comutação liga-desliga, como microprocessadores, geradores de pulso de relógio e portas lógicas.
Sinais discretos versus sinais contínuos
A principal característica que distingue os computadores digitais dos analógicos é a natureza dos sinais. Os sinais digitais têm dois estados discretos, ligado ou desligado. O estado desligado geralmente é zero volts e o estado alto é normalmente cinco volts. Os sinais analógicos são contínuos. Eles podem ter qualquer valor entre dois extremos, como -15 e +15 volts. A tensão de um sinal analógico pode ser constante ou variar com o tempo.
Diferentes recursos de emulação
Com a tecnologia aprimorada, os computadores digitais rápidos podem emular o comportamento dos computadores analógicos. Por exemplo, um programa em um computador digital pode calcular uma onda senoidal de 2.000 Hz em tempo real e com precisão e confiabilidade que os circuitos analógicos não podem igualar. Os computadores analógicos têm uma capacidade limitada de imitar sistemas digitais.
Disponibilidade para usuários
Poucos exemplos de computadores analógicos ainda existem. Os componentes e designs ainda existem, embora poucos busquem construí-los. Por outro lado, quase todos os computadores que funcionam hoje são digitais, variando de simples controladores de eletrodomésticos a supercomputadores do tamanho de uma sala com milhares de microprocessadores.
Nível de ruído
Os computadores analógicos devem lidar com um determinado nível mínimo de ruído elétrico nos circuitos e isso afeta a precisão. Os circuitos de computador digital também têm ruído elétrico, embora tenha pouco ou nenhum efeito na precisão ou confiabilidade.
Programação Analógica e Digital de Computador
Você pode programar computadores analógicos e digitais, embora os métodos sejam diferentes. Os computadores digitais usam listas cuidadosamente escritas de instruções intrincadas, incluindo a comparação de dois números, a movimentação de dados de um local para outro ou a multiplicação de dois números.
Para programar um computador analógico, você conecta diferentes subsistemas eletricamente com cabos patch. Por exemplo, conecte um gerador de sinal a um botão de controle que varia a intensidade do sinal.
Tamanho dos Computadores
Um exemplo de dispositivo de computador analógico pode ser um pequeno sistema de mesa do tamanho de um livro grande, mas racks altos carregados com equipamentos também são computadores analógicos. Um exemplo de computador digital pode ser um minúsculo microchip com apenas alguns milímetros quadrados, mas também pode ser uma instalação de servidor do tamanho de uma sala.
Diferenças de Coordenação de Sinal
Um computador digital coordena seus sinais com um relógio mestre. O relógio produz um fluxo de alta frequência de pulsos elétricos liga-desliga; cada pulso é um "tique" do relógio. Cada atividade no computador, desde a comparação de números até a movimentação de dados na memória, leva um número definido de pulsos de clock. A velocidade do relógio determina a velocidade geral do computador.
Em um computador analógico, os sinais simplesmente fluem de um circuito para o outro, sem coordenação central pré-existente. Por causa dessa falta de coordenação, os computadores analógicos podem revelar um comportamento caótico e imprevisível mais prontamente do que os sistemas digitais.
Complexidade de armazenamento de dados
A natureza numérica e discreta dos computadores digitais simplifica o armazenamento de dados. Um circuito de memória copia e retém os estados discretos de outro circuito.
Para computadores analógicos, o armazenamento de dados é mais difícil, pois eles usam sinais contínuos. Um circuito que armazena um sinal analógico está sujeito a desviar com o tempo. A melhor abordagem para computadores analógicos é híbrida. Converta o sinal analógico em um número e armazene o número em um circuito digital.
