10 ข้อแตกต่างระหว่างคอมพิวเตอร์แอนะล็อกและดิจิทัล

เนื่องจากข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลในทศวรรษที่ 1960 และ 70 วิศวกร ช่างเทคนิค และนักวิทยาศาสตร์จึงแก้ปัญหาที่ซับซ้อนโดยใช้คอมพิวเตอร์แอนะล็อก คอมพิวเตอร์แอนะล็อกสร้างสัญญาณต่อเนื่องโดยใช้แป้นหมุนและสวิตช์สำหรับอินพุต และเมตรสำหรับเอาต์พุต ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีดิจิทัล การประมวลผลแบบแอนะล็อกได้หายไปในปลายศตวรรษที่ 20 แม้ว่าแนวคิดหลายอย่างจะยังคงดำเนินต่อไปในการออกแบบเครื่องสังเคราะห์เสียงดนตรี แม้ว่าแต่ละคนจะแก้ปัญหาที่คล้ายคลึงกัน แต่ก็มีความแตกต่างของคอมพิวเตอร์แอนะล็อกและดิจิทัลหลายประการที่ควรทราบ

คอมพิวเตอร์ดิจิทัลผลิตตัวเลขเป็นเอาต์พุต คอมพิวเตอร์ใช้หน้าจอแสดงผล เครื่องพิมพ์ ดิสก์ไดรฟ์ และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ เพื่อบันทึกผลลัพธ์นี้ คอมพิวเตอร์แอนะล็อกจะส่งสัญญาณแรงดันไฟออก และมีชุดมิเตอร์แอนะล็อกและออสซิลโลสโคปสำหรับแสดงแรงดันไฟฟ้า

วงจรคอมพิวเตอร์แอนะล็อกใช้ออปแอมป์ เครื่องกำเนิดสัญญาณ และเครือข่ายของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ วงจรเหล่านี้ประมวลผลสัญญาณแรงดันไฟต่อเนื่อง คอมพิวเตอร์ดิจิทัลใช้วงจรสวิตชิ่งเปิด-ปิดที่หลากหลาย เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา และลอจิกเกท

คุณสมบัติหลักที่ทำให้ดิจิตอลแตกต่างจากคอมพิวเตอร์แอนะล็อกคือลักษณะของสัญญาณ สัญญาณดิจิตอลมีสถานะแยกกันสองสถานะ เปิดหรือปิด สถานะปิดมักจะเป็นศูนย์โวลต์ และสถานะสูงโดยทั่วไปคือห้าโวลต์ สัญญาณแอนะล็อกมีความต่อเนื่อง พวกมันอาจมีค่าใดๆ ระหว่างสองสุดขั้ว เช่น -15 และ +15 โวลต์ แรงดันไฟของสัญญาณแอนะล็อกอาจคงที่หรือแปรผันตามเวลา

ด้วยเทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุง คอมพิวเตอร์ดิจิทัลที่รวดเร็วสามารถเลียนแบบพฤติกรรมของคอมพิวเตอร์แอนะล็อกได้ ตัวอย่างเช่น โปรแกรมในคอมพิวเตอร์ดิจิทัลสามารถคำนวณคลื่นไซน์ 2,000 Hz แบบเรียลไทม์ และด้วยความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่วงจรแอนะล็อกไม่สามารถจับคู่ได้ คอมพิวเตอร์แอนะล็อกมีความสามารถจำกัดในการเลียนแบบระบบดิจิทัล

ตัวอย่างบางส่วนของคอมพิวเตอร์แอนะล็อกยังคงมีอยู่ ส่วนประกอบและการออกแบบยังคงมีอยู่ แม้ว่าจะมีเพียงไม่กี่คนที่พยายามจะสร้างมันขึ้นมา ในทางกลับกัน คอมพิวเตอร์เกือบทั้งหมดที่ทำงานในปัจจุบันเป็นแบบดิจิทัล ตั้งแต่ตัวควบคุมอุปกรณ์อย่างง่ายไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดห้องที่มีไมโครโปรเซสเซอร์หลายพันตัว

คอมพิวเตอร์แอนะล็อกต้องจัดการกับสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าในระดับต่ำสุดในวงจร ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำ วงจรคอมพิวเตอร์ดิจิตอลยังมีสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าด้วย แม้ว่าจะแทบไม่มีผลกระทบต่อความแม่นยำหรือความน่าเชื่อถือเลยก็ตาม

คุณสามารถตั้งโปรแกรมคอมพิวเตอร์ทั้งแบบแอนะล็อกและดิจิทัลได้ แม้ว่าวิธีการจะต่างกัน คอมพิวเตอร์ดิจิทัลใช้รายการคำสั่งที่ซับซ้อนที่เขียนขึ้นอย่างถี่ถ้วน รวมถึงการเปรียบเทียบตัวเลขสองตัว การย้ายข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง หรือการคูณตัวเลขสองตัวเข้าด้วยกัน

ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์แอนะล็อก คุณต้องเชื่อมต่อระบบย่อยต่างๆ เข้าด้วยกันทางไฟฟ้าด้วยสายแพตช์ ตัวอย่างเช่น เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดสัญญาณกับปุ่มควบคุมซึ่งจะเปลี่ยนแปลงความแรงของสัญญาณ

ตัวอย่างของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แอนะล็อกอาจเป็นระบบเดสก์ท็อปขนาดเล็กที่มีขนาดเท่ากับหนังสือเล่มใหญ่ แต่ชั้นวางสูงที่เต็มไปด้วยอุปกรณ์ก็เป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกด้วยเช่นกัน ตัวอย่างคอมพิวเตอร์ดิจิทัลอาจเป็นไมโครชิปขนาดเล็กที่มีสี่เหลี่ยมจัตุรัสเพียงไม่กี่มิลลิเมตร แต่อาจเป็นการติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ขนาดห้องก็ได้

คอมพิวเตอร์ดิจิทัลประสานสัญญาณกับนาฬิกาหลัก นาฬิกาสร้างกระแสความถี่สูงของพัลส์ไฟฟ้าเปิด-ปิด แต่ละชีพจรเป็น "ขีด" ของนาฬิกา ทุกกิจกรรมในคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่การเปรียบเทียบตัวเลขไปจนถึงการย้ายข้อมูลในหน่วยความจำ จะใช้พัลส์นาฬิกาตามจำนวนที่กำหนดไว้ ความเร็วของนาฬิกาเป็นตัวกำหนดความเร็วโดยรวมของคอมพิวเตอร์

ในคอมพิวเตอร์แอนะล็อก สัญญาณจะไหลจากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่ง โดยไม่มีการประสานงานจากส่วนกลางที่มีอยู่ก่อน เนื่องจากขาดการประสานงานนี้ คอมพิวเตอร์แอนะล็อกจึงสามารถเปิดเผยพฤติกรรมที่วุ่นวายและคาดเดาไม่ได้ได้ง่ายกว่าระบบดิจิทัล

ลักษณะที่เป็นตัวเลขและไม่ต่อเนื่องของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลทำให้การจัดเก็บข้อมูลทำได้ง่าย วงจรหน่วยความจำจะคัดลอกและคงสถานะที่ไม่ต่อเนื่องของวงจรอื่น

สำหรับคอมพิวเตอร์แอนะล็อก การจัดเก็บข้อมูลทำได้ยากกว่า เนื่องจากใช้สัญญาณต่อเนื่อง วงจรที่เก็บสัญญาณแอนะล็อกมีแนวโน้มที่จะล่องลอยไปตามกาลเวลา วิธีที่ดีที่สุดสำหรับคอมพิวเตอร์แอนะล็อกคือแบบไฮบริด แปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นตัวเลขและเก็บตัวเลขไว้ในวงจรดิจิตอล