Devido às limitações da computação digital nas décadas de 1960 e 70, engenheiros, técnicos e cientistas resolveram problemas complexos usando computadores analógicos. Um computador analógico gera sinais contínuos usando dials e switches para entrada e medidores para saída. Com o progresso da tecnologia digital, a computação analógica desapareceu no final do século 20, embora muitas de suas idéias continuem nos projetos de sintetizadores de música. Embora cada um resolva problemas semelhantes, existem várias diferenças entre computadores analógicos e digitais.

Mulher que trabalha no laptop no escritório em casa

Saída de Computador Analógico e Digital

Computadores digitais produzem números como saída. O computador usa telas, impressoras, unidades de disco e outros periféricos para capturar essa saída. Os computadores analógicos emitem sinais de tensão e possuem conjuntos de medidores e osciloscópios analógicos para exibir as tensões.

Tipos de circuitos eletrônicos

Os circuitos de computadores analógicos usam amplificadores operacionais, geradores de sinal e redes de resistores e capacitores. Esses circuitos processam sinais de tensão contínua. Os computadores digitais usam uma variedade de circuitos on-off, como microprocessadores, geradores de pulso de clock e portas lógicas.

Sinais discretos versus sinais contínuos

A principal característica que distingue os computadores digitais dos analógicos é a natureza dos sinais. Os sinais digitais têm dois estados discretos, ativados ou desativados. O estado desligado é geralmente zero volts, e o estado alto é tipicamente cinco volts. Sinais analógicos são contínuos. Eles podem ter qualquer valor entre dois extremos, como -15 e +15 volts. A voltagem de um sinal analógico pode ser constante ou variar com o tempo.

Diferentes recursos de emulação

Com a tecnologia aprimorada, os computadores digitais rápidos podem emular o comportamento dos computadores analógicos. Por exemplo, um programa em um computador digital pode calcular uma onda senoidal de 2.000 Hz em tempo real e com precisão e confiabilidade que os circuitos analógicos não podem corresponder. Os computadores analógicos têm uma capacidade limitada de imitar sistemas digitais.

Disponibilidade para usuários

Poucos exemplos de computadores analógicos ainda existem. Os componentes e desenhos ainda existem, embora poucos procurem construí-los. Por outro lado, quase todos os computadores que trabalham atualmente são digitais, variando de controladores de dispositivo simples a supercomputadores do tamanho de salas com milhares de microprocessadores.

Nível de ruído

Os computadores analógicos devem lidar com um certo nível mínimo de ruído elétrico nos circuitos, e isso afeta a precisão. Os circuitos de computadores digitais também apresentam ruído elétrico, embora tenham pouco ou nenhum efeito sobre a precisão ou a confiabilidade.

Programação de computador analógico e digital

Você pode programar computadores analógicos e digitais, embora os métodos sejam diferentes. Os computadores digitais usam listas cuidadosamente escritas de instruções complexas, incluindo a comparação de dois números, a movimentação de dados de um local para outro ou a multiplicação de dois números.

Para programar um computador analógico, conecte diferentes subsistemas eletricamente com cabos de conexão. Por exemplo, conecte um gerador de sinal a um botão de controle que varia a força do sinal.

Tamanho dos computadores

Um exemplo de dispositivo de computador analógico pode ser um pequeno sistema de mesa do tamanho de um livro grande, mas estantes altas carregadas de equipamentos também são computadores analógicos. Um exemplo de computador digital pode ser um microchip minúsculo de apenas alguns milímetros quadrados, mas também pode ser uma instalação de servidor do tamanho de uma sala.

Diferenças de coordenação de sinal

Um computador digital coordena seus sinais com um relógio mestre. O relógio produz um fluxo de alta frequência de pulsos elétricos on-off; cada pulso é um "tique" do relógio. Toda atividade no computador, da comparação de números à movimentação de dados na memória, exige um número definido de pulsos de clock. A velocidade do relógio determina a velocidade geral do computador.

Em um computador analógico, os sinais simplesmente fluem de um circuito para o próximo, sem coordenação central pré-existente. Devido a essa falta de coordenação, os computadores analógicos podem revelar um comportamento caótico e imprevisível mais rapidamente do que os sistemas digitais.

Complexidade de armazenamento de dados

A natureza numérica e discreta dos computadores digitais simplifica o armazenamento de dados. Um circuito de memória copia e retém os estados discretos de outro circuito.

Para computadores analógicos, o armazenamento de dados é mais difícil, pois eles usam sinais contínuos. Um circuito que armazena um sinal analógico é propenso a oscilações ao longo do tempo. A melhor abordagem para computadores analógicos é híbrida. Converta o sinal analógico em um número e armazene o número em um circuito digital.