Vydané analógové počítače, komponenty, typy

Ten Analógové počítače Sú to typ počítača, ktorý na modelovanie problému, ktorý sa vyrieši, používa neustále sa meniace aspekty fyzikálnych javov, ako sú elektrické, mechanické alebo hydraulické množstvá.

To znamená, že sú to počítače, ktoré pracujú s číslami predstavovanými priamo merateľnými kontinuálnymi hodnotami, ako je tlak, teplota, napätie, rýchlosť a hmotnosť. Naopak, digitálne počítače tieto hodnoty symbolicky predstavujú.

Zdroj: x -15_analog_computter podľa toho, ako je vyrobený - https: // www.YouTube.com/hodinky?V = pw1naczldgs, doména krčmy, https: // commons.Wikimedia.org/w/index.Php?Curid = 52164169

Analógové počítače môžu mať veľmi širokú škálu zložitosti. Najjednoduchšie sú pravidlá výpočtu a nomogramy, zatiaľ čo počítače, ktoré riadia námorné kanóny a veľké digitálne/analógové hybridné počítače. V tom čase boli vyvinutými prvými počítačovými strojmi.

Systémy riadenia procesu a relé ochrany používajú analógové výpočty na vykonávanie funkcií riadenia a ochrany.

V 60. rokoch 20. storočia bol hlavným výrobcom Electronic Associates American Company s analógovým počítačom 231R s vákuovými trubicami a 20 integrátormi. Následne so svojím 8800 analógovým počítačom s prevádzkovými zosilňovačmi v tuhom stave a 64 integrátormi.

[TOC]

Výmena digitálnych počítačov

V digitálnych počítačoch 60. rokov 70, založené na prvom mieste na vákuových trubiach a neskôr na tranzistoroch, integrovaných obvodoch a mikroprocesoroch, sa stali lacnejšími a presnejší.

To viedlo k tomu, že digitálne počítače do značnej miery nahrádzajú analógové počítače. Analógové počítače však zostali používané vo vedeckých a priemyselných aplikáciách, pretože v tom čase boli bežne oveľa rýchlejšie.

Napríklad sa naďalej používali v niektorých konkrétnych aplikáciách, napríklad v letovom počítači v lietadle.

Zložitejšie aplikácie, ako napríklad syntetický otvárací radar, zostal pod doménou analógových výpočtov až do osemdesiatych rokov, pretože digitálne počítače neboli pre túto úlohu nedostatočné.

Dokonca aj v súčasnosti skúmajú analógové výpočty. Niektoré univerzity stále používajú analógové počítače na výučbu teórie riadenia riadiacich systémov.

Charakteristika

Spracovanie analógových údajov

Analógový počítač sa používa na spracovanie analógových údajov, ako je napätie, teplota, tlak, rýchlosť atď. Nepretržite ukladá tieto údaje o fyzickom množstve a vykonáva výpočty pomocou týchto meraní.

Je celkom odlišný od digitálneho počítača, ktorý používa symbolické čísla na reprezentáciu výsledkov.

Analógové počítače sú vynikajúce pre situácie, ktoré vyžadujú, aby sa údaje meria priamo, bez toho, aby ich premenili na čísla alebo kódy.

Použitie analógových signálov

Analógový počítač používa analógový signál, ktorý môže byť reprezentovaný ako sínusová alebo kontinuálna vlna, ktorá obsahuje hodnoty, ktoré sa líšia v čase.

Analógový signál sa môže líšiť v jeho šírke alebo frekvencii. Hodnota amplitúdy je intenzita signálu súvisiaceho s jeho najvyšším bodom, nazývaná hrebeň a s najnižším bodom. Na druhej strane, hodnota frekvencie je jej fyzická dĺžka zľava doprava.

Príkladmi analógových signálov sú ľudská reč alebo reč prostredníctvom elektrifikovaného medeného kábla.

Analógové počítače nevyžadujú žiadnu úložnú kapacitu, pretože pri jednej operácii meria a porovnávajú množstvá.

Obmedzená presnosť

Analógové reprezentácie majú obmedzenú presnosť, bežne z niekoľkých desatinných miest.

Presnosť analógového počítača je obmedzená jeho počítačovými prvkami, ako aj kvalitou vnútornej energie a elektrických prepojení.

Môže vám slúžiť: čo je periskop a na čo je to pre?

Hlavne obmedzuje presnosť použitého zariadenia na čítanie, ktorá je vo všeobecnosti tri alebo štyri desatinné miesta.

Programovanie

Programovanie na analógovom počítači znamená transformáciu problémových rovníc do obvodu analógového počítača.

Čo sú analógové počítače pre?

Slúžia na reprezentáciu údajov pre merateľné množstvá, napríklad napätie alebo rotáciu prevodových stupňov, aby sa problém vyriešil, namiesto toho, aby vyjadril údaje ako čísla.

Monitorovanie

V monitorovacích a kontrolných systémoch sa používajú na určenie riadiaceho vzorca a na výpočet parametrov procesu, ako je účinnosť, výkon, výkon a ďalšie.

Ak je možné priradiť matematický výraz, ktorý definuje spojenie parametra s súradnicami objektu, analógový počítač slúži na vyriešenie zodpovedajúcej rovnice.

Napríklad analógové počítače sa široko používajú na hodnotenie ekonomickej efektívnosti energetických systémov a môžu slúžiť ako automatické regulátory.

Často sa používajú na kontrolu procesov, ako sú procesy existujúce v ropných rafinériách, kde sú dôležité merania prietoku a teploty.

Pokročilá analýza

Opakovane riešenie systému rovníc opisujúcich riadený proces, analógový počítač môže v krátkom čase skenovať veľké množstvo alternatívnych riešení. Na tento účel použite rôzne hodnoty v parametroch, ktoré sú počas procesu zmenené.

Požadovaná kvalita môže byť zaručená kontrolnými signálmi ohlásenými analógovým počítačom.

Hodnoty stanovené počítačom sa prenášajú do regulačného zariadenia, ktoré upravuje kontrolné body.

Stanovenie rušivých alebo užitočných signálov

Veľkosť rušivého alebo užitočného signálu sa určuje pomocou diferenciálnych rovníc, ktoré opisujú dynamický systém, hodnoty počiatočných podmienok, okrem zmien stanovených v štatistikách, ktoré merajú šum a signál.

Analógový počítač sa dá použiť aj na vytváranie prístrojov, ktoré automaticky zaznamenávajú poruchy a vytvárajú riadiaci signál, ktorý bude závisieť od charakteru a množstva porúch.

Simulácia dynamických systémov

Simulácie je možné vykonať v reálnom čase alebo pri veľmi vysokých rýchlostiach, čo umožňuje zažiť opakované behy so zmenenými premennými.

Boli široko používané v simuláciách lietadiel, závodov na jadrovú energiu a tiež v priemyselných chemických procesoch.

Komponenty

Prevádzkový zosilňovač

Väčšina elektrických analógových počítačov pracuje na manipulácii s napätím alebo potenciálnymi rozdielmi. Jeho základným komponentom je prevádzkový zosilňovač, čo je zariadenie, ktorého výstupný prúd je úmerný rozdielu v oblasti vstupného potenciálu.

Tým, že tento výstupný prúd prúdia cez príslušné komponenty, sa získa viac potenciálnych rozdielov a je možné vykonať širokú škálu matematických operácií, ktoré zahŕňajú súčet, odčítanie, investície a integráciu.

Elektrický analógový počítač pozostáva z mnohých typov zosilňovačov. Tieto sa môžu pripojiť k vytvoreniu matematického vyjadrenia veľkej zložitosti a s množstvom premenných.

Hydraulické komponenty

Kľúčové hydraulické komponenty môžu obsahovať potrubia, ventily a nádoby.

Mechanické komponenty

Otáčajúce osi môžu byť na prepravu údajov vo vnútri počítača, diferenciálnych prevodov, integrátorov diskov, guľôčok alebo valca, 2-D a 3-D Cams, rozpúšťadiel a mechanických multiplikátorov a servo-torques.

Elektronické a elektronické komponenty

- Presnosť a kondenzátory.

- Prevádzkové zosilňovače.

- Multiplikátory.

- Potenciometre.

- Generátory pevných funkcií.

Podľa povahy matematických operácií

Lineárny

Lineárne komponenty vykonávajú súčet, integráciu, zmeny znaku, násobenie konštantou a ďalšími.

Môže vám slúžiť: stavebné technológie

Nelineárny

Funkcie generátory reprodukujú nelineárne vzťahy. Existujú počítačové komponenty navrhnuté na reprodukciu priradenej funkcie z jedného, ​​dvoch alebo viacerých argumentov.

V tejto triede je obvyklé rozlišovať.

Logický

Medzi logické komponenty patria analógové logické zariadenia určené na oddelenie najväčšej alebo menšej sumy medzi niekoľkými sumami, diskrétnymi logickými zariadeniami, prepínajúcimi obvodmi relé a niektorými ďalšími špeciálnymi jednotkami.

Všetky logické zariadenia sú všeobecne kombinované v jednom, nazývané paralelné logické zariadenie. Je vybavený vlastnou doskou pripojenia na vzájomné spojenie jednotlivých logických zariadení a zostávajúcimi analógovými komponentmi počítača.

Chlapci

Mechanické počítače

Sú vyrobené z mechanických komponentov, ako sú páky a prevodové stupne, namiesto elektronických komponentov.

Najbežnejšími príkladmi sú súhrnné stroje a mechanické počítadlá, ktoré používajú rotáciu prevodových stupňov na výrobu sumy alebo počítania. Zložitejšie príklady by mohli vykonávať násobky a divízie a dokonca aj diferenciálnu analýzu.

Najpraktickejšie mechanické počítače používajú otočné osi na prepravu premenných z jedného mechanizmu do druhého.

V Fourierovom syntetizátore, ktorý bol prílivom, sa použili káble a kladky, ktoré pridali harmonické komponenty.

Je dôležité spomenúť mechanické letové prístroje v počiatočnej kozmickej lodi, ktorá vykazovala vypočítaný výsledok nie vo forme číslic, ale prostredníctvom posunov povrchov indikátorov.

Dobre vybavená kozmická loď bola vybavená prístrojom s názvom Globus. To ukázalo obrazový pohyb Zeme prostredníctvom posunu miniatúrneho pozemného balóna, okrem indikátorov zemepisnej šírky a dĺžky.

Elektrické počítače

Sú častejšie, pretože majú podstatne širšie priechodové pásmo a sú vhodné spojiť sa s inými počítačmi a kontrolnými prvkami zariadenia.

Používajú elektrické signály, ktoré prechádzajú niekoľkými odporami a kondenzátormi na simuláciu fyzikálnych javov namiesto mechanickej interakcie komponentov.

Návrh analógových prvkov počítača je založený na elektronických exprzných zosilňovačoch. Tieto majú vysoký zisk v režime otvoreného obvodu.

V závislosti od štruktúry obvodu vstupu a spätnej väzby vykonáva prevádzkový zosilňovač lineárnu alebo nelineárnu matematickú operáciu. Tiež kombinácia týchto operácií.

Tento typ analógových počítačov mal v polovici dvojdrviny široký využitie v oblasti informatiky a vojenských technológií, ako sú testy lietadiel a rakiet.

Rozdiely s digitálnymi

Prenos signálu

Digitálne signály majú dva diskrétne stavy, deaktivované alebo aktivované. Stav zakázaného je nula volty a aktivovaný stav je päť voltov. Preto digitálne počítače používajú údaje o binárnych číslach vo forme 0 a 1.

Analógové signály sú nepretržité. Môžu mať akúkoľvek hodnotu medzi dvoma koncami, napríklad -15 a +15 volty. Napätie analógového signálu môže byť v priebehu času konštantné alebo sa mení.

To znamená, v analógových počítačoch sa údaje prenášajú vo forme kontinuálnych signálov. V digitálnych počítačoch sa prenášajú vo forme diskrétnych signálov.

Typy obvodov

Obvody analógových počítačov používajú prevádzkové zosilňovače, generátory signálu, siete odporu a kondenzátory. Tieto obvody spracúvajú signály kontinuálneho napätia.

Môže vám slúžiť: Aplikácia nebolo možné spustiť správne. Chyba 0xc00007b

Digitálne počítače používajú rôzne obvody zapaľovania/OFF, ako sú mikroprocesory, generátory s pulzmi pre hodiny a logické dvere.

To znamená, že digitálny počítač používa elektronické obvody, zatiaľ čo analógový počítač používa odpor pre nepretržitý tok signálu.

Presnosť

Analógové počítače sa musia zaoberať určitou úrovňou elektrického šumu v obvodoch, čo ovplyvňuje ich presnosť. Obvody digitálneho počítača majú tiež elektrický šum, hoci to nemá žiadny vplyv na presnosť alebo spoľahlivosť.

Na druhej strane, analógový počítač nemôže viesť k opakovaným výsledkom s presnou rovnocennosťou. To znamená, že analógové počítače sú v porovnaní s digitálnymi počítačmi menej presnejšie.

Programovanie

Analógové aj digitálne počítače je možné naprogramovať, hoci metódy sú rôzne.

Digitálne počítače používajú komplexné pokynové sekvencie, ako napríklad porovnanie alebo vynásobenie dvoch čísel alebo presun údajov z jedného miesta na druhé.

Na programovanie analógového počítača sa elektricky spájajú s rôznymi subsystémami káblov medzi sebou. Napríklad generátor signálu je pripojený k ovládaciemu gombíku, aby sa zmenila intenzita signálu.

Príklady

Hradné hodiny

Tento slávny počítač bol schopný uložiť pokyny pre programovanie. Zariadenie s vysokým viac ako tromi metrami ukázalo čas, zverokruh a tiež obežné dráhy slnka a mesiaca.

Výpočtová časť zariadenia umožnila používateľom stanoviť premennú trvanie dňa v závislosti od sezóny. Popísaný v roku 1206 bol tento počítač pre svoj čas veľmi zložitý.

Pravidlo posúvača

Jedným z najjednoduchších a najznámejších mechanických analógových počítačov je pravidlo výpočtu. Toto je zariadenie na približné základné matematické výpočty.

Používatelia posúvajú označenú tyč, aby ju zarovnali s niekoľkými značkami v inej tyče, a tak čítali zariadenie podľa zarovnania týchto rôznych značiek.

Diferenciálny analyzátor

Tento mechanický analógový počítač bol schopný vyriešiť diferenciálne rovnice. S dizajnom tak starým ako začiatkom roku 1800 bol diferenciálny analyzátor zdokonalený v 30. rokoch 20. storočia a použil sa do polovice dvoch storočia.

Považuje sa za prvý moderný počítač. Vážil 100 ton a obsahoval 150 motorov, okrem stoviek kilometrov káblov, ktoré spájajú relé a vákuové trubice.

Podľa aktuálnych štandardov bol stroj pomalý. V skutočnosti to bolo len stokrát rýchlejšie ako ľudský operátor pomocou kalkulačky na počítači.

Ďalšie príklady

- Prediktor Kerrison.

- Librascope, vyváženie počítača a hmotnosti lietadla.

- Mechanickí integrátori, ako je platimeter.

- Nomogram.

- Norden bombardovací divák.

- Počítače súvisiace s ohňom.

- Integrátor.

- Moniac, ekonomické modelovanie.

Rada simulácie bola analógová asociácia používateľov počítačov v Spojených štátoch.

Boletíny Rady simulácie v rokoch 1952 až 1963 sú v súčasnosti k dispozícii online. V tom čase zobrazujú technológie a tiež spoločné používanie analógových počítačov.

Odkazy

1. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Analógový počítač. Prevzaté z: v.Wikipedia.orgán.
2. Ravepedia (2019). Analógový počítač. Prevzaté z: ravepedia.com.
3. Diesh Thakur (2019). Čo je analógový počítač? - Definícia. Poznámky k elektronickému zariadeniu. Zobraté z: Ekomputernotes.com.
4. Encyclopaedia Britannica (2019). Analógový počítač. Zobraté z: Britannica.com.
5. John Papviewski (2019). 10 rozdielov medzi analógovými a digitálnymi počítačmi. Zobraté z: Techwalla.com.
6. The Free Dictionary (2019). Analógový počítač. Prevzaté z: encyklopédia2.Slobodný slovník.com.
7. Encyklopédia (2002). Počítač, analóg. Prevzaté z: Encyklopédia.com.