10 razlik med analognimi in digitalnimi računalniki
Zaradi omejitev digitalnega računalništva v šestdesetih in sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so inženirji, tehniki in znanstveniki kompleksne probleme reševali 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 v poznem 20. stoletju zamrlo, čeprav se številne njegove zamisli nadaljujejo v zasnovah glasbenih sintetizatorjev. Čeprav vsak od njih rešuje podobne težave, je treba opozoriti na več razlik med analognimi in digitalnimi računalniki.
Analogni in digitalni računalniški izhod
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 nize analognih merilnikov in osciloskopov za prikaz napetosti.
Vrste elektronskih vezij
Analogna računalniška vezja uporabljajo operacijske ojačevalnike, generatorje signalov ter mreže uporov in kondenzatorjev. Ta vezja obdelujejo neprekinjene napetostne signale. Digitalni računalniki uporabljajo različna stikalna vezja za vklop in izklop, kot so mikroprocesorji, generatorji taktnih impulzov in logična vrata.
Diskretni in zvezni signali
Glavna značilnost, po kateri se digitalni računalniki razlikujejo od analognih, je narava signalov. Digitalni signali imajo dve diskretni stanji, vklopljeno ali izklopljeno. Izklopljeno stanje je običajno nič voltov, visoko stanje pa običajno pet voltov. Analogni signali so neprekinjeni. Imajo lahko katero koli vrednost med dvema skrajnima vrednostma, kot sta -15 in +15 voltov. Napetost analognega signala je lahko konstantna ali se spreminja s časom.
Različne zmožnosti emulacije
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 to z natančnostjo in zanesljivostjo, ki ju analogna vezja ne morejo doseči. Analogni računalniki imajo omejeno sposobnost posnemanja digitalnih sistemov.
Razpoložljivost za uporabnike
Obstaja le nekaj primerov analognih računalnikov. Komponente in dizajni še vedno obstajajo, čeprav jih le malokdo želi zgraditi. Po drugi strani pa so skoraj vsi računalniki, ki danes delujejo, digitalni, od preprostih krmilnikov naprav do superračunalnikov v velikosti sobe z več tisoč mikroprocesorji.
Raven hrupa
Analogni računalniki se morajo soočati z določeno minimalno stopnjo električnega šuma v tokokrogih, kar vpliva na natančnost. Tudi digitalna računalniška vezja povzročajo električni šum, vendar le malo ali nič vpliva na natančnost ali zanesljivost.
Analogno in digitalno računalniško programiranje
Programirate lahko analogne in digitalne računalnike, čeprav se metode razlikujejo. Digitalni računalniki uporabljajo skrbno napisane sezname zapletenih navodil, vključno s primerjavo dveh števil, premikanjem podatkov z ene lokacije na drugo ali množenjem dveh števil skupaj.
Za programiranje analognega računalnika električno povežete različne podsisteme s patch kabli. For example, connect a signal generator to a control knob which varies the signal strength.
Size of the Computers
An example of analog computer device could be a small desktop system the size of a large book, but tall racks laden with equipment are also analog computers. A digital computer example could be a tiny microchip that is only a few millimeters square, but it could also be a room-sized server installation.
Signal Coordination Differences
A digital computer coordinates its signals with a master clock. The clock produces a high-frequency stream of on-off electrical pulses; each pulse being a "tick" of the clock. Every activity in the computer, from comparing numbers to moving data in memory, takes a defined number of clock pulses. The clock's speed determines the computer's overall speed.
In an analog computer, signals simply flow from one circuit to the next, having no pre-existing central coordination. Because of this lack of coordination, analog computers can reveal chaotic and unpredictable behavior more readily than digital systems.
Data Storage Complexity
The numeric, discrete nature of digital computers makes data storage simple. A memory circuit copies and retains the discrete states of another circuit.
For analog computers, storing data is more difficult, as they use continuous signals. A circuit that stores an analog signal is prone to drift over time. The best approach for analog computers is a hybrid one. Convert the analog signal to a number and store the number in a digital circuit.