10 különbség az analóg és digitális számítógépek között

Az 1960-as és 70-es években a digitális számítástechnika korlátai miatt a mérnökök, technikusok és tudósok összetett problémákat oldottak meg analóg számítógépek segítségével. Egy analóg számítógép folyamatos jeleket állít elő tárcsákkal és kapcsolókkal a bemenethez, és mérőkkel a kimenethez. A digitális technológia fejlődésével az analóg számítástechnika a 20. század végén kihalt, bár számos ötlete a zenei szintetizátorok tervezésében folytatódik. Bár mindegyik hasonló problémákat old meg, számos analóg és digitális számítógépes különbséget kell megjegyezni.

Analóg és digitális számítógép kimenet

A digitális számítógépek számokat állítanak elő kimenetként. A számítógép képernyőket, nyomtatókat, lemezmeghajtókat és egyéb perifériákat használ a kimenet rögzítésére. Az analóg számítógépek feszültségjeleket adnak ki, és analóg mérőkkel és oszcilloszkópokkal rendelkeznek a feszültségek megjelenítéséhez.

Elektronikus áramkörök típusai

Az analóg számítógépek áramkörei műveleti erősítőket, jelgenerátorokat, valamint ellenállás- és kondenzátorhálózatokat használnak. Ezek az áramkörök folyamatos feszültségjeleket dolgoznak fel. A digitális számítógépek számos ki-be kapcsoló áramkört használnak, például mikroprocesszorokat, órajel-generátorokat és logikai kapukat.

Diszkrét versus folyamatos jelek

A fő jellemző, amely megkülönbözteti a digitálist az analóg számítógépektől, a jelek természete. A digitális jeleknek két különálló állapota van, be vagy ki. A kikapcsolt állapot általában nulla volt, a magas állapot pedig általában öt volt. Az analóg jelek folyamatosak. Két szélsőérték között tetszőleges értékük lehet, például -15 és +15 volt. Az analóg jel feszültsége állandó lehet, vagy idővel változhat.

Különféle emulációs képességek

A továbbfejlesztett technológiával a gyors digitális számítógépek emulálhatják az analóg számítógépek viselkedését. Például egy digitális számítógépben lévő program valós időben képes kiszámítani egy 2000 Hz-es szinuszhullámot, olyan pontossággal és megbízhatósággal, amelyet az analóg áramkörök nem tudnak összeegyeztetni. Az analóg számítógépek korlátozottan képesek utánozni a digitális rendszereket.

Elérhetőség a felhasználók számára

Analóg számítógépekre kevés példa maradt. Az alkatrészek és a tervek még mindig léteznek, bár kevesen törekednek megépíteni őket. Másrészt a ma működő számítógépek szinte mindegyike digitális, az egyszerű készülékvezérlőktől a szoba méretű szuperszámítógépekig több ezer mikroprocesszorral.

Zajszint

Az analóg számítógépeknek egy bizonyos minimális elektromos zajt kell kezelniük az áramkörökben, és ez befolyásolja a pontosságot. A digitális számítógépes áramköröknek elektromos zaja is van, bár ennek nincs vagy nincs hatása a pontosságra vagy a megbízhatóságra.

Analóg és digitális számítógépes programozás

Programozhat analóg és digitális számítógépeket is, bár a módszerek eltérőek. A digitális számítógépek gondosan megírt, bonyolult utasításokat tartalmazó listákat használnak, beleértve két szám összehasonlítását, az adatok egyik helyről a másikra való áthelyezését vagy két szám összeszorzását.

Analóg számítógép programozásához különböző alrendszereket kell elektromosan összekapcsolni patch kábelekkel. 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.