Quali sono i diversi tipi di computer analogici?
Qualsiasi supporto in grado di rappresentare efficacemente uno stato di dati continuo può fungere da base per un computer analogico. I primi esempi di computer analogici erano computer meccanici, che utilizzano parti mobili e ingranaggi. Computer idraulici e computer elettrici sono stati sviluppati in seguito. Negli ultimi anni, i principi del calcolo analogico sono stati modellati utilizzando computer ottici e hanno costituito la base per alcune implementazioni emergenti del calcolo quantistico.
Un computer analogico utilizza un mezzo per rappresentare gli stati di variabili discrete. A differenza dei computer digitali, che convertono le variabili in una serie di numeri, i computer analogici funzionano direttamente con le variabili. Trasformano e conducono operazioni su variabili utilizzando processi meccanici, elettrici o di altro tipo per alterare direttamente lo stato del supporto che rappresenta la variabile.
I computer meccanici analogici hanno una storia antica. Il meccanismo Antikythera, un prodotto dell'Egitto tolemaico, modellava i movimenti di oggetti visibili nel cielo, usando una complicata serie di ingranaggi. Orreries ha svolto una funzione simile nel primo periodo moderno. Durante la prima e la seconda guerra mondiale furono usati computer analogici meccanici molto più avanzati per codificare e decodificare i dati e per aiutare a mirare a pezzi di artiglieria di grandi dimensioni.
I computer idraulici modellano i dati utilizzando il flusso di liquido anziché il movimento di parti meccaniche. Forse i primi esempi sono gli orologi ad acqua utilizzati durante il Medioevo. Questi hanno usato il flusso e la pressione costanti dell'acqua per misurare con precisione il passare del tempo. Computer analogici idraulici più moderni utilizzano il flusso di vari liquidi attraverso sistemi chiusi per modellare i dati.
I computer elettrici analogici utilizzano una delle diverse proprietà dell'elettricità per rappresentare e manipolare i dati. Le varietà più comuni hanno storicamente usato la tensione per questo scopo. Questo tipo di computer analogico è abbastanza potente e potrebbe superare i primi computer digitali quando eseguiva determinate funzioni ma era meno versatile, poiché ogni nuovo programma richiedeva in genere la modifica fisica di cablaggi e circuiti.
Il calcolo analogico può anche essere eseguito da computer ottici. Questi computer codificano le informazioni nelle varie proprietà della luce e elaborano i dati agendo direttamente su tali informazioni. Questo tipo di elaborazione può eseguire determinate attività, in particolare l'analisi delle immagini, con grande efficienza.
La natura multi-stato dell'informatica analogica viene anche impiegata nello sviluppo della prima generazione di computer quantistici. I computer quantistici possono essere strutturati per sfruttare la naturale somiglianza tra alcuni tipi di strutture fisiche e la struttura matematica sottostante di alcuni problemi affrontati dalla meccanica quantistica. Man mano che la computazione quantistica emerge dalla sua infanzia, questo tipo di computer è destinato a diventare più comune e importante.