De analoga datorer de är en typ av dator som använder de ständigt föränderliga aspekterna av fysiska fenomen, såsom elektriska, mekaniska eller hydrauliska mängder, för att modellera problemet som löses.
Det vill säga de är datorer som fungerar med siffror som representeras av direkt mätbara kontinuerliga värden, såsom tryck, temperatur, spänning, hastighet och vikt. Däremot representerar digitala datorer dessa värden symboliskt.
Analoga datorer kan ha ett mycket brett spektrum av komplexitet. Det enklaste är glidregler och nomogram, medan datorer som styr marinpistoler och stora hybrida digitala / analoga datorer är bland de mest komplicerade. Vid den tiden var de de första datormaskinerna som utvecklades.
Processstyrsystem och skyddsreläer använder analog dator för att utföra kontroll- och skyddsfunktioner.
På 1960-talet var huvudtillverkaren det amerikanska företaget Electronic Associates, med sin 231R analoga dator, med vakuumrör och 20 integratorer. Senare, med din 8800 analoga dator, med solid state-förstärkare och 64 integratorer.
Artikelindex
På 60-talet och 70-talet blev digitala datorer, först baserade på vakuumrör och senare transistorer, integrerade kretsar och mikroprocessorer, mer ekonomiska och noggranna..
Detta ledde till att digitala datorer till stor del ersatte analoga datorer. Emellertid fortsatte analoga datorer att användas i vetenskapliga och industriella applikationer, för vid den tiden var de vanligtvis mycket snabbare.
Till exempel fortsatte de att användas i vissa specifika applikationer, till exempel flygdatorn i flygplan..
Mer komplexa applikationer, såsom syntetisk bländaradar, förblev under dominans av analoga datorer långt in på 1980-talet, eftersom digitala datorer var otillräckliga för uppgiften..
Forskning pågår fortfarande om analog databehandling. Vissa universitet använder fortfarande analoga datorer för att lära ut styrsystemsteori..
En analog dator används för att bearbeta analoga data, såsom spänning, temperatur, tryck, hastighet, etc. Den lagrar kontinuerligt dessa data med fysiska mängder och utför beräkningarna med hjälp av dessa mätningar..
Det skiljer sig ganska från den digitala datorn, som använder symboliska siffror för att representera resultaten..
Analoga datorer är utmärkta för situationer som kräver att data mäts direkt utan att konvertera det till siffror eller koder.
Den analoga datorn använder den analoga signalen, som kan representeras som en sinusvåg eller en kontinuerlig våg, som innehåller värden som varierar i tid..
En analog signal kan variera i amplitud eller frekvens. Amplitudvärdet är intensiteten hos signalen relaterad till dess högsta punkt, kallad topp och dess lägsta punkter. Å andra sidan är frekvensens värde dess fysiska längd från vänster till höger.
Exempel på analoga signaler är ljud eller mänskligt tal genom elektrifierad koppartråd.
Analoga datorer kräver ingen lagringskapacitet eftersom de i en enda åtgärd mäter och jämför kvantiteterna.
Analoga representationer har begränsad precision, vanligtvis till några decimaler.
Noggrannheten hos en analog dator begränsas av dess beräkningselement, liksom kvaliteten på intern ström och elektriska sammankopplingar..
Den begränsas huvudsakligen av precisionen i den använda läsutrustningen, som vanligtvis är tre eller fyra decimaler..
Programmering i en analog dator innebär att omvandla problemets ekvationer till den analoga datorkretsen.
De används för att representera data med mätbara kvantiteter, såsom spänningar eller växel, för att lösa ett problem istället för att uttrycka data som siffror.
I övervaknings- och styrsystem används de för att bestämma en styrformel och för att beräkna processparametrar som effektivitet, effekt, prestanda och andra..
Om ett matematiskt uttryck kan tilldelas som definierar kopplingen mellan en parameter och objektets koordinater, kan den analoga datorn lösa motsvarande ekvation.
Exempelvis används analoga datorer i stor utsträckning för att utvärdera den ekonomiska effektiviteten hos kraftsystem och kan fungera som automatiska regulatorer.
De används ofta för att kontrollera processer som i oljeraffinaderier, där kontinuerliga flöden och temperaturmätningar är viktiga..
Genom att upprepade gånger lösa systemet med ekvationer som beskriver en kontrollerad process kan en analog dator skanna ett stort antal alternativa lösningar på kort tid. För att göra detta använder den olika värden i parametrarna som kan ändras under processen..
Den erforderliga kvaliteten kan garanteras med hjälp av styrsignaler som meddelas av den analoga datorn.
Värdena som bestäms av datorn överförs till en regleranordning som justerar kontrollpunkterna.
Storleken på en störande eller användbar signal bestäms med hjälp av differentiella ekvationer som beskriver det dynamiska systemet, värdena för de initiala förhållandena, förutom de förändringar som bestäms i statistiken som mäter brus och signal..
En analog dator kan också användas för att bygga instrument som automatiskt registrerar störningar och producerar en styrsignal, vilket beror på störningarnas karaktär och mängd..
Simuleringarna kan utföras i realtid eller i mycket höga hastigheter, vilket gör det möjligt att experimentera med upprepade körningar med de förändrade variablerna..
De har använts i stor utsträckning i flygplansimuleringar, kärnkraftverk och även i industriella kemiska processer.
De flesta elektriska analoga datorer fungerar genom att manipulera spänningar eller potentiella skillnader. Dess grundläggande komponent är operationsförstärkaren, som är en enhet vars utström är proportionell mot dess ingångspotentialskillnad..
Genom att få denna utgångsström att strömma genom lämpliga komponenter erhålls fler potentiella skillnader och ett brett utbud av matematiska operationer kan utföras, inklusive addition, subtraktion, inversion och integration..
En elektrisk analog dator består av många typer av förstärkare. Dessa kan anslutas för att generera ett matematiskt uttryck för stor komplexitet och med en mängd variabler.
Viktiga hydrauliska komponenter kan inkludera rör, ventiler och behållare.
Det kan finnas roterande axlar för att transportera data inuti datorn, differentialväxlar, skiva, kul- eller rullintegratörer, 2-D och 3-D-kammar, mekaniska resolver och multiplikatorer och servomoment..
- Precisionsmotstånd och kondensatorer.
- Operationsförstärkare.
- Multiplikatorer.
- Potentiometrar.
- Fasta funktionsgeneratorer.
Linjära komponenter utför operationerna av addition, integration, teckenändringar, multiplikation med en konstant och andra.
Funktionsgeneratorer återger icke-linjära relationer. Det finns datorkomponenter som är utformade för att återge en tilldelad funktion, från ett, två eller flera argument.
Det är vanligt att i denna klass särskilja enheterna som reproducerar diskontinuerliga funktioner i ett enda argument och multiplikatordelningsanordningarna.
Bland de logiska komponenterna finns analoga logiska enheter, utformade för att separera större eller mindre kvantitet mellan flera kvantiteter, diskreta logiska enheter, reläomkopplingskretsar och några andra specialenheter..
Alla logiska enheter kombineras i allmänhet till en, kallad en parallell logisk enhet. Den är utrustad med en egen patchpanel för att ansluta de enskilda logiska enheterna till varandra och till de andra analoga komponenterna på datorn..
De är byggda av mekaniska komponenter, såsom spakar och växlar, snarare än elektroniska komponenter.
De vanligaste exemplen är att lägga till maskiner och mekaniska räknare, som använder vridning av växlar för att utföra tillägg eller räkningar. Mer komplexa exempel kan utföra multiplikation och division, och till och med differentiell analys.
De flesta praktiska mekaniska datorer använder roterande axlar för att transportera variabler från en mekanism till en annan..
I Fourier-synthesizern, som var en maskin för att förutsäga tidvatten, användes kablar och remskivor som lade till de harmoniska komponenterna.
Det är viktigt att nämna de mekaniska flyginstrumenten i det tidiga rymdfarkosten, som visade det beräknade resultatet inte i form av siffror utan genom förskjutningar av de indikerande ytorna..
Bemannade sovjetiska rymdfarkoster var utrustade med ett instrument som heter Globus. Detta visade jordens figurativa rörelse genom förskjutningen av en terrestrisk miniatyrklot, förutom indikatorer för latitud och longitud..
De är vanligare eftersom de har ett väsentligt bredare passband och är praktiska för anslutning till andra datorer och till kontrollenheterna i en enhet..
De använder elektriska signaler som strömmar genom olika motstånd och kondensatorer för att simulera fysiska fenomen snarare än mekanisk interaktion mellan komponenter.
Utformningen av datorns analoga element baseras på elektroniska förstärkare med likström. Dessa har hög förstärkning i öppet kretsläge.
Beroende på strukturen för ingångs- och återkopplingskretsarna utför en op-förstärkare antingen en linjär eller en icke-linjär matematisk operation. Även en kombination av dessa operationer.
Denna typ av analog dator användes i stor utsträckning inom databehandling och militär teknik i mitten av 1900-talet, till exempel i flyg- och missiltester..
Digitala signaler har två separata tillstånd, av eller på. Av-tillståndet är noll volt och på-tillståndet är fem volt. Det är därför digitala datorer använder binära taldata, i form av 0 och 1.
Analoga signaler är kontinuerliga. De kan vara var som helst mellan två ytterligheter, som -15 och +15 volt. Spänningen i en analog signal kan vara konstant eller variera över tiden.
Det vill säga i analoga datorer överförs data i form av kontinuerliga signaler. På digitala datorer sänds de i form av diskreta signaler.
Analoga datorkretsar använder operationsförstärkare, signalgeneratorer, motståndsnät och kondensatorer. Dessa kretsar behandlar kontinuerliga spänningssignaler.
Digitala datorer använder en mängd olika på / av-kretsar, såsom mikroprocessorer, klockgeneratorer och logiska grindar..
Det vill säga den digitala datorn använder elektroniska kretsar, medan den analoga datorn använder motstånd för kontinuerligt flöde av signalen..
Analoga datorer måste hantera en viss nivå av elektriskt brus i kretsar, vilket påverkar deras noggrannhet. Kretsarna på en digital dator har också elektriskt brus, även om detta inte påverkar noggrannhet eller tillförlitlighet..
Å andra sidan kan den analoga datorn inte ge upprepade resultat med en exakt matchning. Detta innebär att analoga datorer är mindre exakta jämfört med digitala datorer..
Både analoga och digitala datorer kan programmeras, även om metoderna är olika.
Digitala datorer använder komplexa instruktioner, som att jämföra eller multiplicera två nummer eller flytta data från en plats till en annan..
För att programmera en analog dator är olika delsystem elektriskt anslutna med kablar till varandra. Till exempel är en signalgenerator ansluten till en kontrollratt för att variera signalens intensitet.
Denna berömda dator kunde lagra programmeringsinstruktioner. Med mer än tre meter höga visade enheten tiden, zodiaken och även solens och månens banor.
Den beräknande delen av enheten tillät således användare att ställa in den dagliga variabla längden beroende på säsong. Den här datorn beskrevs 1206 och var mycket komplex för sin tid.
En av de enklaste och mest igenkännliga mekaniska analoga datorerna är glidregeln. Detta är en anordning för att approximera grundläggande matematiska beräkningar.
Användare skjuter en markerad stav för att rikta den med olika märken på en annan stång, och läser därmed enheten baserat på inriktningen av dessa olika märken.
Denna mekaniska analoga dator kunde lösa differentiella ekvationer. Med en design som var så gammal som tidigt på 1800-talet, förfinades differentieanalysatorn på 1930-talet och användes fram till mitten av 1900-talet..
Det anses vara den första moderna datorn. Den vägde 100 ton och innehöll 150 motorer, plus hundratals mil kablar som förbinder reläer och vakuumrör..
Enligt dagens standard var maskinen långsam. Det var faktiskt bara hundra gånger snabbare än en mänsklig operatör som använde en stationär miniräknare..
- Förutsägare Kerrison.
- Librascope, flygplanets vikt och balansdator.
- Mekaniska integratorer som planimeter.
- Nomogram.
- Norden Bombardment Visir.
- Datorer relaterade till brandkontroll.
- Vattenintegratorer.
- MONIAC, ekonomisk modellering.
Simulation Council var en sammanslutning av analoga datoranvändare i USA.
Simulationsrådets nyhetsbrev från 1952 till 1963 finns för närvarande tillgängliga online. De visar teknikerna vid den tiden och också den vanliga användningen av analoga datorer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.