Was sind die verschiedenen Arten von analogen Computern?
Jedes Medium, das einen kontinuierlichen Datenzustand wirksam darstellen kann, kann als Grundlage für einen analogen Computer dienen. Die frühesten Beispiele für analoge Computer waren mechanische Computer, die bewegliche Teile und Zahnräder verwenden. Hydraulische Computer und elektrische Computer wurden später entwickelt. In den letzten Jahren wurden analoge Computerprinzipien unter Verwendung optischer Computer modelliert und die Grundlage für einige aufkommende Implementierungen von Quantencomputer gebildet.
Ein analoge Computer verwendet ein Medium, um die Zustände diskreter Variablen darzustellen. Im Gegensatz zu digitalen Computern, die Variablen in eine Reihe von Zahlen umwandeln, arbeiten analoge Computer direkt mit Variablen. Sie transformieren und führen Vorgänge auf Variablen unter Verwendung mechanischer, elektrischer oder anderer Prozesse durch, um den Zustand der Medien direkt zu verändern, die die Variable darstellen.
mechanische analoge Computer haben eine alte Geschichte. Der Antikythera -Mechanismus, ein Produkt des ptolemäischen Ägyptens, modellierte die Bewegungen von Objekten, die sichtbar sindDer Himmel verwendet eine komplizierte Reihe von Zahnrädern. Orreries dienten in der frühen Neuzeit eine ähnliche Funktion. Im ersten und zweiten Weltkriegen wurden viel fortschrittlichere mechanische analoge Computer verwendet, um Daten zu codieren und zu dekodieren sowie bei der Zielgruppe großer Artillerie -Stücke zu unterstützen.
hydraulische Computermodelldaten unter Verwendung des Flüssigkeitsflusss anstelle der Bewegung mechanischer Teile. Vielleicht sind die frühesten Beispiele die im Mittelalter verwendeten Wasseruhren. Diese verwendeten den stetigen Fluss und den Druck des Wassers, um den Zeitverlauf genau zu messen. Modernere hydraulische analoge Computer verwenden den Fluss verschiedener Flüssigkeiten über geschlossene Systeme, um Daten zu modellieren.
Elektrische analoge Computer verwenden eine von mehreren Elektrizitätseigenschaften, um Daten darzustellen und zu manipulieren. Die häufigsten Sorten haben zu diesem Zweck eine historisch verwendete Spannung. Diese Art von analogem Computer ist ganz ganzleistungsstark und konnten frühe digitale Computer bei der Ausführung bestimmter Funktionen übertreffen, waren jedoch weniger vielseitig, da jedes neue Programm in der Regel die physikalische Modifikation von Verkabelung und Schaltung erforderte.
Analoges Computer kann auch von optischen Computern durchgeführt werden. Diese Computer codieren Informationen in den verschiedenen Eigenschaften von Licht- und Prozessdaten, indem sie direkt auf diese Informationen wirken. Diese Art des Computers kann bestimmte Aufgaben, insbesondere die Bildanalyse, mit großer Effizienz ausführen.
Die multi-Zustands-Natur des analogen Computers wird auch bei der Entwicklung der ersten Generation von Quantencomputern verwendet. Quantencomputer können strukturiert werden, um die natürliche Ähnlichkeit zwischen bestimmten Arten von physikalischen Strukturen und der zugrunde liegenden mathematischen Struktur einiger Probleme zu nutzen, die von der Quantenmechanik angesprochen werden. Als Quantum Computing aus seinen Kindheit entsteht, kann diese Art von Computer häufiger und wichtiger werden.