10 razlik med analognimi in digitalnimi računalniki

Zaradi omejitev digitalnega računalništva v 60. in 70. letih prejšnjega stoletja so inženirji, tehniki in znanstveniki reševali kompleksne probleme z uporabo analognih računalnikov. Analogni računalnik ustvarja neprekinjene signale z uporabo številčnic in stikal za vhod ter merilnikov za izhod. Z napredkom digitalne tehnologije je analogno računalništvo zamrlo v poznem 20. stoletju, čeprav se številne njegove ideje nadaljujejo v zasnovah glasbenih sintetizatorjev. Čeprav vsak rešuje podobne težave, je treba opozoriti na več analognih in digitalnih računalniških razlik.

Digitalni računalniki proizvajajo številke kot izhod. Računalnik za zajemanje tega izhoda uporablja zaslone, tiskalnike, diskovne pogone in druge zunanje naprave. Analogni računalniki oddajajo napetostne signale in imajo nabor analognih merilnikov in osciloskopov za prikaz napetosti.

Analogna računalniška vezja uporabljajo operacijske ojačevalnike, generatorje signalov in omrežja uporov in kondenzatorjev. Ta vezja obdelujejo neprekinjene napetostne signale. Digitalni računalniki uporabljajo različna preklopna vezja za vklop in izklop, kot so mikroprocesorji, generatorji urnih impulzov in logična vrata.

Glavna značilnost, ki razlikuje digitalne od analognih računalnikov, je narava signalov. Digitalni signali imajo dve diskretni stanji, vklopljeno ali izklopljeno. Izklopljeno stanje je običajno nič voltov, visoko stanje pa pet voltov. Analogni signali so neprekinjeni. Imajo lahko katero koli vrednost med dvema ekstremoma, kot sta -15 in +15 voltov. Napetost analognega signala je lahko konstantna ali se spreminja s časom.

Z izboljšano tehnologijo lahko hitri digitalni računalniki posnemajo obnašanje analognih računalnikov. Na primer, program v digitalnem računalniku lahko izračuna sinusni val 2000 Hz v realnem času in z natančnostjo in zanesljivostjo, s katero se analogna vezja ne morejo ujemati. Analogni računalniki imajo omejeno zmožnost posnemanja digitalnih sistemov.

Še vedno obstaja nekaj primerov analognih računalnikov. Komponente in zasnove še vedno obstajajo, čeprav jih le malo poskuša izdelati. Po drugi strani pa so skoraj vsi računalniki, ki danes delujejo, digitalni, od preprostih krmilnikov naprav do velikih superračunalnikov s tisoči mikroprocesorjev.

Analogni računalniki se morajo ukvarjati z določeno minimalno stopnjo električnega šuma v vezjih, kar vpliva na natančnost. Digitalna računalniška vezja imajo tudi električni šum, čeprav le-ta ne vpliva na natančnost ali zanesljivost.

Programirate lahko tako analogne kot digitalne računalnike, čeprav so metode različne. Digitalni računalniki uporabljajo skrbno napisane sezname zapletenih navodil, vključno s primerjavo dveh številk, premikanjem podatkov z ene lokacije na drugo ali množenjem dveh številk skupaj.

Za programiranje analognega računalnika različne podsisteme električno povežete skupaj s povezovalnimi kabli. Na primer, priključite generator signala na krmilni gumb, ki spreminja moč signala.

Primer analogne računalniške naprave bi lahko bil majhen namizni sistem velikosti velike knjige, vendar so visoki regali, obremenjeni z opremo, tudi analogni računalniki. Primer digitalnega računalnika je lahko majhen mikročip, ki meri le nekaj kvadratnih milimetrov, lahko pa je tudi namestitev strežnika v velikosti sobe.

Digitalni računalnik usklajuje svoje signale z glavno uro. Ura proizvaja visokofrekvenčni tok vklop-izklop električnih impulzov; vsak impulz je "tik" ure. Vsaka dejavnost v računalniku, od primerjave številk do premikanja podatkov v pomnilniku, zahteva določeno število urnih impulzov. Hitrost ure določa skupno hitrost računalnika.

V analognem računalniku signali preprosto tečejo iz enega vezja v drugega, brez obstoječe centralne koordinacije. Zaradi tega pomanjkanja koordinacije lahko analogni računalniki razkrijejo kaotično in nepredvidljivo vedenje hitreje kot digitalni sistemi.

Številčna, diskretna narava digitalnih računalnikov omogoča preprosto shranjevanje podatkov. Pomnilniško vezje kopira in zadrži diskretna stanja drugega vezja.

Pri analognih računalnikih je shranjevanje podatkov težje, saj uporabljajo neprekinjene signale. Vezje, ki shranjuje analogni signal, je sčasoma nagnjeno k odmiku. Najboljši pristop za analogne računalnike je hibridni. Pretvorite analogni signal v številko in shranite številko v digitalno vezje.