Vilka är de olika typerna av analoga datorer?
Varje medium som effektivt kan representera ett kontinuerligt datatillstånd kan tjäna som bas för en analog dator. De tidigaste exemplen på analoga datorer var mekaniska datorer som använder rörliga delar och växlar. Hydrauliska datorer och elektriska datorer utvecklades senare. Under senare år har analoga datorprinciper modellerats med hjälp av optiska datorer och har bildat grunden för några nya implementeringar av kvantberäkning.
En analog dator använder något medium för att representera tillståndet för diskreta variabler. Till skillnad från digitala datorer, som konverterar variabler till en serie nummer, arbetar analoga datorer direkt med variabler. De transformerar och utför operationer på variabler med hjälp av mekaniska, elektriska eller andra processer för att direkt förändra tillståndet för media som representerar variabeln.
Mekaniska analoga datorer har en gammal historia. Antikythera-mekanismen, en produkt från Ptolemaic Egypten, modellerade rörelserna av föremål synliga på himlen med hjälp av en komplicerad serie växlar. Orreries tjänade en liknande funktion under den tidiga moderna perioden. Mycket mer avancerade mekaniska analoga datorer användes under första och andra världskriget för att koda och avkoda data såväl som för att hjälpa till att rikta stora artillerivaror.
Hydrauliska datorer modellerar data med flytande flöde snarare än rörelse av mekaniska delar. Kanske de tidigaste exemplen är de vattenur som användes under medeltiden. Dessa använde det stadiga flödet och vattentrycket för att noggrant mäta tidens gång. Mer moderna hydrauliska analoga datorer använder flödet av olika vätskor genom stängda system för att modellera data.
Elektriska analoga datorer använder en av flera egenskaper för elektricitet för att representera och manipulera data. De vanligaste varianterna har historiskt använt spänning för detta ändamål. Den här typen av analog dator är ganska kraftfull och kan överträffa tidiga digitala datorer när du utför vissa funktioner men var mindre mångsidig, eftersom varje nytt program vanligtvis krävde fysisk modifiering av ledningar och kretsar.
Analog beräkning kan också utföras av optiska datorer. Dessa datorer kodar information i olika egenskaper hos ljus och processdata genom att agera direkt på den informationen. Denna typ av datoranvändning kan utföra vissa uppgifter, särskilt bildanalys, med stor effektivitet.
Den flerstatiga naturen hos analog datoranvändning används också i utvecklingen av den första generationen av kvantdatorer. Kvantdatorer kan struktureras för att dra fördel av den naturliga likheten mellan vissa typer av fysiska strukturer och den underliggande matematiska strukturen för vissa problem som kvantmekanik tar upp. Eftersom kvantberäkning framträder från sin barndom, är denna typ av dator lämplig att bli vanligare och viktigare.