Digitala datorer producerar siffror som utdata.
Bildkredit: Hjältebilder/Hjältebilder/GettyImages
På grund av begränsningarna för digital datoranvändning på 1960- och 70-talen löste ingenjörer, tekniker och vetenskapsmän komplexa problem med hjälp av analoga datorer. En analog dator genererar kontinuerliga signaler med hjälp av rattar och omkopplare för ingång och mätare för utgång. Med framsteg inom digital teknik dog analog datoranvändning ut i slutet av 1900-talet, även om många av dess idéer fortsätter i design av musiksyntar. Även om var och en löser liknande problem, finns det flera analoga och digitala datorskillnader att notera.
Analog och digital datorutgång
Digitala datorer producerar siffror som utdata. Datorn använder bildskärmar, skrivare, skivenheter och annan kringutrustning för att fånga denna utdata. Analoga datorer matar ut spänningssignaler och har uppsättningar av analoga mätare och oscilloskop för att visa spänningarna.
Dagens video
Typer av elektroniska kretsar
Analoga datorkretsar använder op-förstärkare, signalgeneratorer och nätverk av motstånd och kondensatorer. Dessa kretsar behandlar kontinuerliga spänningssignaler. Digitala datorer använder en mängd olika på-av-kopplingskretsar, såsom mikroprocessorer, klockpulsgeneratorer och logiska grindar.
Diskreta kontra kontinuerliga signaler
Den huvudsakliga egenskapen som skiljer digitala från analoga datorer är signalernas karaktär. Digitala signaler har två diskreta tillstånd, på eller av. Av-tillståndet är vanligtvis noll volt, och det höga tillståndet är vanligtvis fem volt. Analoga signaler är kontinuerliga. De kan ha vilket värde som helst mellan två ytterligheter, såsom -15 och +15 volt. En analog signals spänning kan vara konstant eller variera med tiden.
Olika emuleringsmöjligheter
Med förbättrad teknik kan snabba digitala datorer efterlikna beteendet hos analoga datorer. Till exempel kan ett program i en digital dator beräkna en 2 000 Hz sinusvåg i realtid, och med en noggrannhet och tillförlitlighet som analoga kretsar inte kan matcha. Analoga datorer har en begränsad förmåga att efterlikna digitala system.
Tillgänglighet för användare
Få exempel på analoga datorer finns kvar. Komponenterna och designen finns fortfarande, även om få försöker bygga dem. Å andra sidan är nästan alla datorer som fungerar idag digitala, allt från enkla apparatstyrenheter till superdatorer i rumsstorlek med tusentals mikroprocessorer.
Ljudnivå
Analoga datorer måste hantera en viss miniminivå av elektriskt brus i kretsarna, och det påverkar noggrannheten. Digitala datorkretsar har också elektriskt brus, även om det har liten eller ingen effekt på noggrannhet eller tillförlitlighet.
Analog och digital datorprogrammering
Du kan programmera både analoga och digitala datorer, även om metoderna är olika. Digitala datorer använder noggrant skrivna listor med intrikata instruktioner, inklusive att jämföra två siffror, flytta data från en plats till en annan eller multiplicera två siffror tillsammans.
För att programmera en analog dator kopplar man ihop olika delsystem elektriskt med patchkablar. Koppla till exempel en signalgenerator till en kontrollratt som varierar signalstyrkan.
Datorernas storlek
Ett exempel på analog datorenhet kan vara ett litet stationärt system i storleken av en stor bok, men höga ställ lastade med utrustning är också analoga datorer. Ett digitalt datorexempel kan vara ett litet mikrochip som bara är några millimeter i kvadrat, men det kan också vara en serverinstallation i rumsstorlek.
Signalkoordinationsskillnader
En digital dator koordinerar sina signaler med en masterklocka. Klockan producerar en högfrekvent ström av elektriska pulser på och av; varje puls är en "tick" på klockan. Varje aktivitet i datorn, från att jämföra siffror till att flytta data i minnet, tar ett definierat antal klockpulser. Klockans hastighet bestämmer datorns totala hastighet.
I en analog dator flödar signaler helt enkelt från en krets till nästa, utan att ha någon redan existerande central koordination. På grund av denna brist på koordination kan analoga datorer avslöja kaotiskt och oförutsägbart beteende lättare än digitala system.
Datalagringskomplexitet
Den numeriska, diskreta karaktären hos digitala datorer gör datalagring enkel. En minneskrets kopierar och behåller de diskreta tillstånden för en annan krets.
För analoga datorer är det svårare att lagra data, eftersom de använder kontinuerliga signaler. En krets som lagrar en analog signal är benägen att driva över tiden. Den bästa metoden för analoga datorer är en hybrid. Konvertera den analoga signalen till ett tal och lagra numret i en digital krets.
