アナログ コンピュータとデジタル コンピュータの 10 の違い

1960 年代と 70 年代のデジタル コンピューティングの限界により、エンジニア、技術者、科学者はアナログ コンピューターを使用して複雑な問題を解決していました。アナログ コンピューターは、入力用のダイヤルとスイッチ、および出力用のメーターを使用して連続信号を生成します。デジタル技術の進歩に伴い、アナログ コンピューティングは 20 世紀後半に消滅しましたが、そのアイデアの多くは音楽シンセサイザーの設計に引き継がれています。どちらも同様の問題を解決しますが、注意すべきアナログ コンピュータとデジタル コンピュータの違いがいくつかあります。

アナログおよびデジタル コンピュータ出力

デジタル コンピューターは、数値を出力として生成します。コンピュータは、ディスプレイ画面、プリンタ、ディスク ドライブ、およびその他の周辺機器を使用して、この出力をキャプチャします。アナログ コンピューターは電圧信号を出力し、電圧を表示するためのアナログ メーターとオシロスコープのセットを備えています。

電子回路の種類

アナログ コンピューター回路は、オペアンプ、信号発生器、および抵抗器とコンデンサーのネットワークを使用します。これらの回路は連続電圧信号を処理します。デジタル コンピュータは、マイクロプロセッサ、クロック パルス ジェネレータ、論理ゲートなど、さまざまなオン/オフ スイッチング回路を使用します。

離散信号と連続信号

デジタル コンピュータとアナログ コンピュータを区別する主な特徴は、信号の性質です。デジタル信号には、オンまたはオフの 2 つの個別の状態があります。オフ状態は通常 0 ボルトで、ハイ状態は通常 5 ボルトです。アナログ信号は連続です。それらは、-15 ボルトと +15 ボルトなど、2 つの極値の間の任意の値を持つことができます。アナログ信号の電圧は、一定の場合もあれば、時間とともに変化する場合もあります。

さまざまなエミュレーション機能

技術の向上により、高速デジタル コンピューターはアナログ コンピューターの動作をエミュレートできます。たとえば、デジタル コンピューターのプログラムは、2,000 Hz の正弦波をリアルタイムで計算でき、アナログ回路では対応できない精度と信頼性を備えています。アナログ コンピューターは、デジタル システムを模倣する能力が限られています。

ユーザーへの可用性

アナログコンピュータの例はほとんど残っていません。コンポーネントとデザインはまだ存在しますが、それらを構築しようとする人はほとんどいません.一方、現在稼働しているほとんどすべてのコンピューターはデジタルであり、単純な電化製品のコントローラーから数千のマイクロプロセッサーを搭載した部屋サイズのスーパーコンピューターまでさまざまです。

騒音レベル

アナログ コンピューターは、回路内の特定の最小レベルの電気ノイズを処理する必要があり、これが精度に影響します。デジタル コンピューター回路にも電気ノイズがありますが、精度や信頼性にはほとんどまたはまったく影響しません。

アナログおよびデジタル コンピュータ プログラミング

方法は異なりますが、アナログ コンピュータとデジタル コンピュータの両方をプログラミングできます。デジタル コンピュータは、2 つの数値を比較したり、ある場所から別の場所にデータを移動したり、2 つの数値を乗算したりするなど、慎重に書かれた複雑な命令のリストを使用します。

アナログ コンピューターをプログラムするには、さまざまなサブシステムをパッチ ケーブルで電気的に接続します。たとえば、信号強度を変化させるコントロール ノブに信号発生器を接続します。

コンピュータのサイズ

アナログ コンピュータ デバイスの例としては、大きな本ほどの大きさの小さなデスクトップ システムがありますが、機器を積んだ背の高いラックもアナログ コンピュータです。デジタル コンピューターの例としては、わずか数ミリ四方の小さなマイクロチップが考えられますが、部屋サイズのサーバー インストールも考えられます。

信号調整の違い

デジタル コンピューターは、その信号をマスター クロックと調整します。クロックは、オンオフ電気パルスの高周波ストリームを生成します。各パルスはクロックの「ティック」です。数値の比較からメモリ内のデータの移動まで、コンピューター内のすべてのアクティビティには、定義された数のクロック パルスが必要です。クロックの速度は、コンピューターの全体的な速度を決定します。

アナログ コンピューターでは、信号は 1 つの回路から次の回路に単純に流れ、既存の中央調整はありません。この調整の欠如により、アナログ コンピューターは、デジタル システムよりも混沌とした予測不可能な動作をより容易に明らかにすることができます。

データ ストレージの複雑さ

デジタル コンピューターの数値的で離散的な性質により、データ ストレージが単純になります。メモリ回路は、別の回路の離散状態をコピーして保持します。

アナログ コンピュータの場合、連続信号を使用するため、データの保存はより困難です。アナログ信号を保存する回路は、時間の経過とともにドリフトする傾向があります。アナログ コンピューターの最適なアプローチは、ハイブリッド コンピューターです。アナログ信号を数値に変換し、その数値をデジタル回路に格納します。