MGA COMPUTER SA ANALOG: KATANGIAN, SANGKAP, URI - TEKNOLOHIYA - 2025

Ang mga analog na computer ay isang uri ng computer na gumagamit ng patuloy na pagbabago ng mga aspeto ng mga pisikal na phenomena, tulad ng mga de-koryenteng dami, mekanikal o haydroliko, upang modelo ng problemang nalutas.

Iyon ay, ang mga ito ay mga computer na nagpapatakbo sa mga numero na kinakatawan ng direktang nasusukat na patuloy na mga halaga, tulad ng presyon, temperatura, boltahe, bilis, at timbang. Sa kaibahan, ang mga digital na computer ay kumakatawan sa mga halagang ito nang simbolikong.

Pinagmulan: X-15_Analog_computer Ni Paano ito ginawa - https://www.youtube.com/watch?v=PW1NAcZLDgs, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=52164169

Ang mga computer sa analog ay maaaring magkaroon ng isang napaka malawak na hanay ng pagiging kumplikado. Ang pinakasimpleng mga slide rules at nomograms, habang ang mga computer na kumokontrol sa mga baril ng naval at malaking hybrid digital / analog na computer ay kabilang sa mga pinaka kumplikado. Sa oras, sila ang unang computer machine na binuo.

Ang mga system control system at proteksyon relay ay gumagamit ng analog computing upang maisagawa ang mga function ng control at proteksyon.

Noong 1960, ang pangunahing tagagawa ay ang Amerikanong kumpanya Electronic Associates, kasama ang 231R analog na computer, na may mga tubong vacuum at 20 integrator. Nang maglaon, kasama ang kanyang 8800 analog computer, na may solid-state op-amps at 64 integrator.

Kapalit ng mga digital na computer

Sa 60s mga digital na computer, una na nakabase sa mga vacuum tubes, at kalaunan sa mga transistors, integrated circuit at microprocessors, naging mas matipid at tumpak.

Ito ang humantong sa mga digital na computer na higit sa lahat ay pinapalitan ang mga analog computer. Gayunpaman, ang mga computer computer ay patuloy na ginagamit sa mga pang-agham at pang-industriya na aplikasyon, dahil sa oras na iyon sila ay karaniwang mas mabilis.

Halimbawa, patuloy silang ginagamit sa ilang mga tiyak na aplikasyon, tulad ng flight computer sa mga eroplano.

Ang mas kumplikadong mga aplikasyon, tulad ng synthetic aperture radar, ay nanatili sa ilalim ng pangingibabaw ng analog computing nang 1980s, dahil ang mga digital na computer ay hindi sapat para sa gawain.

Patuloy pa rin ang pananaliksik sa analog computing. Ang ilang mga unibersidad ay gumagamit pa rin ng mga computer computer upang maituro ang teorya ng mga control system.

katangian

Pagproseso ng data ng analog

Ang isang analog na computer ay ginagamit upang maproseso ang mga datos ng analog, tulad ng boltahe, temperatura, presyon, bilis, atbp. Patuloy itong iniimbak ang data na ito ng pisikal na dami at nagsasagawa ng mga kalkulasyon sa tulong ng mga sukat na ito.

Ibang-iba ito sa digital computer, na gumagamit ng mga simbolikong numero upang kumatawan sa mga resulta.

Ang mga computer sa analog ay mahusay para sa mga sitwasyon na nangangailangan ng data na masukat nang direkta, nang hindi ma-convert ito sa mga numero o code.

Paggamit ng mga signal ng analog

Ginagamit ng analog na computer ang signal ng analog, na maaaring kinakatawan bilang isang tuluy-tuloy o maingay na alon, na naglalaman ng mga halaga na nag-iiba sa paglipas ng panahon.

Ang isang analog signal ay maaaring mag-iba sa malawak o dalas. Ang halaga ng amplitude ay ang intensity ng signal na may kaugnayan sa pinakamataas na punto nito, na tinatawag na crest, at ang pinakamababang puntos nito. Sa kabilang banda, ang halaga ng dalas ay ang pisikal na haba nito mula kaliwa hanggang kanan.

Ang mga halimbawa ng mga signal ng analog ay tunog o pagsasalita ng tao sa pamamagitan ng nakuryente na wire ng tanso.

Ang mga computer na analog ay hindi nangangailangan ng anumang kapasidad ng imbakan dahil sa isang solong operasyon na sinusukat nila at ihambing ang dami.

Limitadong katumpakan

Ang mga representasyon ngalog ay may limitadong katumpakan, na karaniwang sa ilang mga lugar ng desimal.

Ang katumpakan ng isang analog na computer ay limitado sa pamamagitan ng mga elemento ng computing nito, pati na rin ang kalidad ng panloob na kapangyarihan at mga koneksyon sa koryente.

Ito ay higit sa lahat limitado sa pamamagitan ng katumpakan ng mga kagamitan sa pagbasa na ginamit, na sa pangkalahatan tatlo o apat na mga lugar ng desimal.

Programming

Ang pag-Programming sa isang computer na computer ay nagsasangkot sa pagbabago ng mga equation ng problema sa circuit ng computer computer.

Ano ang mga analog computer para sa?

Ginagamit ang mga ito upang kumatawan ng data sa pamamagitan ng masusukat na dami, tulad ng mga boltahe o pag-ikot ng gear, upang malutas ang isang problema, sa halip na ipahayag ang data bilang mga numero.

Pagsubaybay at kontrol

Sa mga sistema ng pagsubaybay at pagkontrol ay ginagamit ang mga ito upang matukoy ang isang formula ng control at upang makalkula ang mga parameter ng proseso, tulad ng kahusayan, kapangyarihan, pagganap at iba pa.

Kung maaari kang magtalaga ng isang expression ng matematika na tumutukoy sa samahan ng isang parameter na may mga coordinate ng isang bagay, maaaring malutas ng analog computer ang kaukulang equation.

Halimbawa, ang mga computer na computer ay malawakang ginagamit upang suriin ang kahusayan sa ekonomiya ng mga sistema ng kuryente, at maaaring magsilbing awtomatikong regulator.

Madalas silang ginagamit upang makontrol ang mga proseso tulad ng sa mga refinery ng langis, kung saan mahalaga ang tuluy-tuloy na daloy at temperatura.

Advanced na pagsusuri

Sa pamamagitan ng paulit-ulit na paglutas ng system ng mga equation na naglalarawan ng isang kinokontrol na proseso, ang isang analog na computer ay maaaring mai-scan ang isang malaking bilang ng mga kahaliling solusyon sa isang maikling panahon. Upang gawin ito, gumagamit ito ng iba't ibang mga halaga sa mga parameter na maaaring magbago sa panahon ng proseso.

Ang kinakailangang kalidad ay maaaring ginagarantiyahan sa pamamagitan ng mga signal ng control na inihayag ng analog computer.

Ang mga halagang tinutukoy ng computer ay ipinapadala sa isang aparato ng regulate, na nag-aayos ng mga control point.

Ang pagpapasiya ng nakakagambala o kapaki-pakinabang na signal

Ang magnitude ng isang nakakagambala o kapaki-pakinabang na signal ay tinutukoy gamit ang mga equation ng kaugalian na naglalarawan sa pabago-bago na sistema, ang mga halaga ng mga paunang kondisyon, bilang karagdagan sa mga pagbabago na natukoy sa mga istatistika na sumusukat sa ingay at signal.

Maaari ring magamit ang isang analog computer upang makabuo ng mga instrumento na awtomatikong nagtatala ng mga kaguluhan at gumawa ng isang control signal, na kung saan ay depende sa karakter at dami ng mga gulo.

Simulasyon ng mga system na system

Ang mga simulation ay maaaring isagawa sa totoong oras o sa napakataas na bilis, sa gayon pinapayagan na mag-eksperimento sa paulit-ulit na tumatakbo kasama ang mga binagong variable.

Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga simulation ng sasakyang panghimpapawid, mga halaman ng nuclear power, at din sa mga proseso ng kemikal na pang-industriya.

Mga Bahagi

Operational amplifier

Karamihan sa mga de-koryenteng analog na computer ay gumagana sa pamamagitan ng pagmamanipula ng mga boltahe o mga potensyal na pagkakaiba. Ang pangunahing sangkap nito ay ang pagpapatakbo ng amplifier, na kung saan ay isang aparato na ang output kasalukuyang ay proporsyonal sa pagkakaiba-iba ng input nito.

Sa pamamagitan ng pagdudulot ng kasalukuyang output na ito na dumaloy sa naaangkop na mga sangkap, mas maraming mga potensyal na pagkakaiba ang nakuha at isang malawak na iba't ibang mga pagpapatakbo ng matematika ay maaaring isagawa, kabilang ang karagdagan, pagbabawas, pagbabalik-tanaw, at pagsasama.

Ang isang de-koryenteng analog computer ay binubuo ng maraming uri ng mga amplifier. Ang mga ito ay maaaring konektado upang makabuo ng isang ekspresyon sa matematika ng mahusay na pagiging kumplikado at may maraming mga variable.

Mga sangkap na haydroliko

Ang mga pangunahing sangkap na haydrolohiko ay maaaring magsama ng mga tubo, balbula, at mga lalagyan.

Mga sangkap na mekanikal

Maaaring mayroong rotary axes upang magdala ng data sa loob ng computer, mga gears ng kaugalian, disc, ball o roller integrator, 2-D at 3-D cams, mechanical resolvers at multiplier, at servo-torques.

Mga sangkap na elektrikal at elektroniko

- Mga resistor ng katumpakan at mga capacitor.

- Mga amplifier ng pagpapatakbo.

- Mga multiplier.

- Potentiometer.

- Nakatakdang mga generator ng pag-andar.

Ayon sa likas na katangian ng pagpapatakbo ng matematika

Linya

Ang mga linear na sangkap ay nagsasagawa ng mga operasyon ng karagdagan, pagsasama, mga pagbabago sa pag-sign, pagpaparami ng isang palagi, at iba pa.

Hindi linya

Ang mga generator ng function ay nagpoproduksyon ng mga di-linear na relasyon. Mayroong mga sangkap ng computer na idinisenyo upang makalikha ng isang itinalagang pag-andar, mula sa isa, dalawa, o higit pang mga argumento.

Karaniwan sa klase na ito na makilala sa pagitan ng mga aparato na nagparami ng mga pag-andar na walang tigil na pagtatalo at mga aparato ng multiplier divisor.

Makatarungang

Kabilang sa mga bahagi ng lohika ay ang mga aparatong pang-logic, na idinisenyo upang paghiwalayin ang mas malaki o mas maliit na dami sa pagitan ng maraming dami, discrete logic device, relay switchching circuit, at ilang iba pang mga espesyal na yunit.

Ang lahat ng mga lohikal na aparato ay karaniwang pinagsama sa isa, na tinatawag na isang kahanay na lohikal na aparato. Nilagyan ito ng sarili nitong patch panel upang ikonekta ang mga indibidwal na aparato ng logic sa bawat isa at sa iba pang mga analog na bahagi ng computer.

Mga Uri

Mga makinang computer

Ang mga ito ay itinayo mula sa mga mekanikal na sangkap, tulad ng mga levers at gears, sa halip na mga elektronikong sangkap.

Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang pagdaragdag ng mga machine at mechanical counter, na gumagamit ng pag-on ng mga gears upang maisagawa ang mga karagdagan o bilang. Ang mas kumplikadong mga halimbawa ay maaaring magsagawa ng pagpaparami at paghahati, at maging ang pagsusuri ng pagkakaiba-iba.

Ang pinaka-praktikal na mga computer na makina ay gumagamit ng umiikot na axes upang mag-transport variable sa isang mekanismo papunta sa isa pa.

Sa Fourier synthesizer, na kung saan ay isang makina para sa pagtula ng mga tides, ginamit ang mga cable at pulley na nagdagdag ng mga sangkap na nakakasasama.

Mahalagang banggitin ang mga instrumento sa paglipad ng mekanikal sa unang bahagi ng spacecraft, na ipinakita ang kinakalkula na resulta hindi sa anyo ng mga numero, ngunit sa pamamagitan ng mga pag-iwas sa mga nagpapahiwatig na mga ibabaw.

Ang manned Soviet spacecraft ay nilagyan ng isang instrumento na tinatawag na Globus. Ipinakita nito ang makasagisag na kilusan ng Earth sa pamamagitan ng pag-alis ng isang pinaliit na mundo ng terestrial, bilang karagdagan sa mga tagapagpahiwatig ng latitude at longitude.

Mga Elektronikong Computer

Mas karaniwan sila sapagkat mayroon silang isang malaking malawak na passband at maginhawa para sa pagkonekta sa iba pang mga computer at sa mga elemento ng control ng aparato.

Gumagamit sila ng mga de-koryenteng signal na dumadaloy sa iba't ibang mga resistor at capacitor upang gayahin ang mga pisikal na phenomena, sa halip na mekanikal na pakikipag-ugnayan ng mga sangkap.

Ang disenyo ng mga elemento ng analog ng computer ay batay sa direktang kasalukuyang mga amplifier ng electronic. Ang mga ito ay may mataas na pakinabang sa bukas na mode ng circuit.

Nakasalalay sa istraktura ng mga circuit ng input at feedback, ang isang op amp ay gumaganap alinman sa isang linear o isang non-linear na pagpapatakbo ng matematika. Gayundin isang kombinasyon ng mga operasyong ito.

Ang ganitong uri ng analog computer ay malawakang ginamit sa teknolohiya ng computing at militar noong kalagitnaan ng ika-20 siglo, tulad ng sa mga pagsubok sa sasakyang panghimpapawid at missile.

Mga pagkakaiba sa digital

Signal transmission

Ang mga digital signal ay may dalawang estado ng discrete, off o on. Ang off state ay zero volts at ang nasa estado ay limang volts. Ito ang dahilan kung bakit ang mga digital na computer ay gumagamit ng data ng binary number, sa anyo ng 0 at 1.

Ang mga signal ng analog ay patuloy. Maaari silang maging saanman sa pagitan ng dalawang matindi, tulad ng -15 at +15 volts. Ang boltahe ng isang analog signal ay maaaring maging pare-pareho o mag-iiba sa paglipas ng panahon.

Iyon ay, sa mga computer na analog, ang data ay ipinapadala sa anyo ng patuloy na mga signal. Sa mga digital na computer ay ipinapadala sila sa anyo ng mga discrete signal.

Mga uri ng circuit

Ang mga circuit ng computer ng analog ay gumagamit ng mga operational amplifier, signal generator, resistor network, at capacitors. Ang mga circuit na ito ay nagpoproseso ng patuloy na mga signal ng boltahe.

Gumagamit ang mga digital na computer ng iba't ibang on / off circuitry, tulad ng mga microprocessors, mga tagalikha ng orasan, at mga logic gate.

Iyon ay, ang digital na computer ay gumagamit ng mga electronic circuit, habang ang analog computer ay gumagamit ng mga resistor para sa patuloy na daloy ng signal.

Katumpakan

Ang mga computer sa analog ay dapat makitungo sa isang tiyak na antas ng ingay ng elektrikal sa mga circuit, na nakakaapekto sa kanilang katumpakan. Ang mga circuit ng isang digital na computer ay mayroon ding ingay sa koryente, bagaman wala itong epekto sa kawastuhan o pagiging maaasahan.

Sa kabilang banda, ang analog computer ay hindi makagawa ng paulit-ulit na mga resulta na may eksaktong tugma. Nangangahulugan ito na ang mga computer computer ay hindi gaanong tumpak kumpara sa mga digital na computer.

Programming

Ang parehong mga analog at digital na computer ay maaaring ma-program, kahit na ang mga pamamaraan ay magkakaiba.

Ang mga digital na computer ay gumagamit ng mga kumplikadong pagkakasunud-sunod ng mga tagubilin, tulad ng paghahambing o pagpaparami ng dalawang numero, o paglipat ng data mula sa isang lugar patungo sa isa pa.

Upang i-program ang isang analog computer, ang iba't ibang mga subsystem ay electrically na konektado sa mga cable sa bawat isa. Halimbawa, ang isang signal generator ay konektado sa isang control knob, upang mabago ang intensity ng signal.

Mga halimbawa

Oras ng kastilyo

Ang sikat na computer na ito ay may kakayahang mag-imbak ng mga tagubilin sa pagprograma. Nakatayo nang mahigit tatlong metro ang taas, ipinakita ng aparato ang oras, ang zodiac at din ang mga orbits ng araw at buwan.

Ang computational na bahagi ng aparato kaya't pinapayagan ang mga gumagamit na itakda ang variable na haba ng araw depende sa panahon. Inilarawan noong 1206, ang kompyuter na ito ay napaka kumplikado para sa oras nito.

Sliding rule

Ang isa sa pinakasimpleng at pinaka nakikilala na mga mechanical analog na computer ay ang slide rules. Ito ay isang aparato upang tinatayang pangunahing mga kalkulasyon sa matematika.

Ang mga gumagamit ay nag-slide ng isang minarkahang baras upang ihanay ito sa iba't ibang mga marka sa isa pang pamalo, sa gayon binabasa ang aparato batay sa pagkakahanay ng mga iba't ibang marka.

Pagkakaiba ng analyzer

Ang mechanical analog computer na ito ay may kakayahang lutasin ang mga equation ng kaugalian. Sa pamamagitan ng isang disenyo na kasing edad ng unang bahagi ng 1800s, ang kaugalian analyzer ay perpekto noong 1930s at ginamit hanggang sa kalagitnaan ng ika-20 siglo.

Ito ay itinuturing na unang modernong computer. Tumimbang ito ng 100 tonelada at naglalaman ng 150 motors, kasama ang daan-daang milya ng mga kable na nagkokonekta sa mga relay at vacuum tubes.

Sa pamamagitan ng mga pamantayan ngayon, ang makina ay mabagal. Sa katunayan, ito ay halos isang daang beses na mas mabilis kaysa sa isang operator ng tao gamit ang isang desktop calculator.

Iba pang mga halimbawa

- Predictor Kerrison.

- Librascope, balanse at timbang ng computer ng isang sasakyang panghimpapawid.

- Mga mekanikal na integrator tulad ng planimeter.

- Nomogram.

- visor ng bomba ng Norden.

- Mga computer na may kaugnayan sa control ng sunog.

- Mga integrator ng tubig.

- MONIAC, pang-ekonomiya na pang-ekonomiya.

Ang Simulation Council ay isang samahan ng mga gumagamit ng analog computer sa Estados Unidos.

Ang mga newsletter ng Simulation Council mula 1952 hanggang 1963 ay magagamit na online. Ipinakita nila ang mga teknolohiya sa oras na iyon at ang karaniwang paggamit ng mga analog computer.

Mga Sanggunian

1. Wikipedia, ang libreng encyclopedia (2019). Computer computer. Kinuha mula sa: en.wikipedia.org.
2. Techopedia (2019). Computer Computer. Kinuha mula sa: ceilingpedia.com.
3. Dinesh Thakur (2019). Ano ang analog Computer? - Kahulugan. Mga Tala sa Ecomputer. Kinuha mula sa: ecomputernotes.com.
4. Encyclopaedia Britannica (2019). Computer computer. Kinuha mula sa: britannica.com.
5. John Papiewski (2019). 10 Mga Pagkakaiba sa pagitan ng Analog at Digital Computer. Kinuha mula sa: techwalla.com.
6. Ang Libreng Diksiyonaryo (2019). Analogue Computer. Kinuha mula sa: encyclopedia2.thefreedictionary.com.
7. Encyclopedia (2002). Computer, Analog. Kinuha mula sa: encyclopedia.com.