Analogni računalnik: opis, načelo delovanja, možnosti

Zdaj ima skoraj vsak dom računalnik za delo, študij, zabavo ali vse naenkrat. Sodoben računalnik je nastal zaradi elektronskega računalnika, zato računalniki pogosto pomenijo staro različico računalnika. Toda malo ljudi ve o obstoju AVM.

Koncept

AVM je analogni računalnik, ki je določen prototip računalnika. Deluje z numeričnimi podatki, ki so razviti zaradi analognih fizičnih parametrov. To lahko vključuje kazalnike hitrosti, dolžine, moči, pritiska itd. Poleg algoritmov analognega računalnika se računalnik razlikuje od tega, da nima nadzornega programa. To pomeni, da ni posebnih ekip, ki bi mu pomagale obvladati naloge. V tem primeru je naloga napravi dodeljena sama notranja naprava in nastavljene nastavitve.


Začetek zgodovine

Preden se je pojavil prvi računalnik na svetu, je naprava morala iti skozi težko pot. Menijo, da je bila analogna naprava, ki je dala razvoj takih naprav, prvič razvita leta 100 pr. Antiklerični mehanizem najdemo v 2 tisoč letih. Naprava je dobila ime po mestu, kjer je bila najdena - otok antike.
Zelo priljubljen je tudi astrolab. Ta izum je bil znan v znanstvenih krogih med astrologi in astronomi še pred našo dobo, kar je pomagalo določiti lokacijo zvezd na nebu in razumeti trajanje dneva.

Aktivni razvoj

Od XVIIrazvoj analognih naprav. Tako se prikaže logaritemski ravnilo, ki ga, čeprav ga ne boste imenovali računalnik, še vedno lahko pripišete analogni računalniški napravi.


Dobesedno se po 20 letih pojavi "pascalina" in za avtomobilom Morland. V 19. stoletju je bil izumljen planimeter, ki je takrat pomagal najti območje krivulje. Kasneje, integrator, ki ne izgleda kot analogni računalnik, je še vedno naprava, ki zlahka integrira integrale. V 20. stoletju so se ruski znanstveniki začeli aktivno razvijati. Na primer, Alex Krylov je izumil napravo, ki je pomagala pri reševanju diferencialnih enačb. Kasneje je bil ta izum uporabljen za oblikovanje ladij. Po 8 letih je bila oprema narejena na podlagi tega, kar je Krylov izumil, vendar se je ukvarjal z integracijo diferencialnih enačb. Kmalu pride do mehanskega integriranega izuma in elektrodinamične protianalitične naprave. Mehanski AVM je postal znan po zaslugi Conrada Zouza, ki je ustvaril Z1. S prihodom ojačevalnika AVM, ki nima gibljivih delov, je začel delovati na konstantnem toku.
Pri razvoju dogodkov je sodelovala tudi ZSSR. Zato so bili leta 1949 DCM izdani na neposredni osnovi. Tu se pojavi tudi prvi nevroračunalni-perceptron. Vsi ti izumi so privedli do tega, da so v 60. letih 20. stoletja analogni računalniki postali glavni pomočnik znanstvenikov po vsem svetu.

Delo naprave

Ni lahko natančno določiti, kdaj se je prvi računalnik pojavil na svetu. V tem primeru je bil najpogosteje omenjen IBM, razvit na Harvardu leta 1941. Toda na tejTakšnih podatkov o AVM ni. Toda zdaj ni tako pomembno. Veliko bolj zanimivo je načelo delovanja.
Analogni računalnik je vključen v izračune, vsi digitalni podatki se lahko razlikujejo glede na dobljene rezultate. Slednji so predstavljeni z grafi, ki so običajno prikazani na papirju ali zaslonu. Prav tako lahko rezultat dobite kot električni signal. Hkrati nadzoruje proces izračunavanja in obratovanja opreme.

Značilnosti

Analogni računalnik zlahka obvladuje avtomatsko regulacijo različnih proizvodnih procesov. To je posledica dejstva, da se AVM hitro odzove na kakršne koli spremembe podatkov. Takšna naprava bo zato imela koristi od znanstvenih raziskav, ko se lahko vhodne vrednosti med postopkom spremenijo. AVM je lahko koristen v znanosti, ki ne zahteva dragih električnih naprav. Naprave so dovolj sposobne posnemati proučevane procese. Včasih je takšen stroj potreben za reševanje nalog, ki ne zahtevajo takšne natančnosti izračunov kot pri nalogah za računalnik. Elektronski analogni računalniki se z lahkoto spopadajo z diferencialnimi enačbami, integracijami itd. V primeru AVM taki ukazi niso potrebni, zato je malo lažje delati na tej napravi.

Analogni blok

V opisu analognega računalnika morajo biti njegovi elementi prisotni. Operacijska enota vsebuje takšne podrobnosti, ki jih zaseda ena od nalog. Vselahko združimo v sistem za delo na enem delovnem mestu iz določenega modela.
AVM bloki se lahko razdelijo v več skupin:
  • linearno;
  • je nelinearna;
  • je logično.
  • Linearna skupina vključuje podrobnosti, ki obravnavajo matematične operacije. Nelinearna skupina vključuje bloke, ki delujejo z nelinearno odvisnostjo funkcij od različnih spremenljivk. Logična skupina vsebuje elemente kontinuirane, diskretne logike. Obstaja več vrst analognih računalnikov, zato se njihova sestava lahko nekoliko razlikuje od razpoložljivih možnosti.

    Osnovni elementi

    Poleg zgoraj opisanih blokov obstajajo osnovni elementi, ki imajo svoje specifične parametre. Obstaja kapacitivni pomnilnik, ki temelji na lastnostih kondenzatorja in lahko prihrani napetost. Napajalni delilnik se nanaša tudi na pomnilnik. V tem primeru na delo vplivajo koti vrtenja reostatov. Odvisne so od shranjenih količin. Glavni bloki vključujejo pomnilniški par, ki ga pogosto predstavlja operacijski ojačevalnik. Lahko sledimo vhodnemu signalu, drugi je v skladišču.

    Značilnosti

    Kot pri vsaki napravi ima analogni računalnik značilnosti. Ampak najbolj osnovni - Q-faktor. To je posplošen parameter stroja, ki ima določeno formulo. Nekatere vrednosti so odvisne od stopnje motenj, na katere vplivajo napake in natančnost.

    Sorte

    Kot je bilo že omenjeno, so lahko AVM različne vrste. Toda na splošno je mogoče vsako možnost poslati v eno od dveh skupin:
  • specializirano - za ozke posebne naloge;
  • univerzalni - za vsako različico nalog.
  • Nato lahko vse analogne računalnike razdelimo na odvisne od sort delovnega telesa, glede na značilnosti oblikovanja in vrsto operacije.

    Vrsta delovnega telesa

    Zmožnosti analognega računalnika so določale njegovo vrsto. Vendar ne le delovanje vpliva na diferenciacijo naprav. Vse je odvisno tudi od vrste delovnega telesa. Da, obstajajo:
  • mehanske;
  • pnevmatski;
  • hidravlična;
  • električni;
  • skupaj;
  • elektromehanika.
  • Mehanski tipi vključujejo naprave z mehanskim premikom. Zaradi značilnosti te različice stroja je potrebno prilagoditi spremenljivke, kot tudi izvesti izračun moči zasnove in mrtvih prehodov.
    Ta vrsta ima svoje prednosti in slabosti. Stroj je zanesljiv in se spopada z različnimi matematičnimi problemi. Vendar pa ima visoke stroške, kompleksen mehanizem razvoja in velike velikosti. Pnevmatski tip deluje z indikatorji zračnega tlaka. Za pridobitev rezultatov potrebujete vgrajeno omrežje. Kot del tega stroja lahko pogosto opazite dušilke, kapacitete membrane. Ta vrsta AVM praktično nima napak. Zdaj ga lahko pogosto najdemo v industriji, ki zahteva večjo vibracijsko stabilnost in delo s temperaturnimi nihanji. Hidravlični tip deluje z diferencialnimi enačbami, ki so povezane s pretokom vode. Prej so te stroje lahko našli v mnogih podjetjih, ki so bila do 80. let 20. stoletja. Sedaj obstajajo samo dva hidravlična AVM,ki so v muzeju.
    Po analogiji lahko ugibamo, da električne naprave kot indikatorje vzamejo električno napetost enosmernega toka. Priljubljena zaradi zanesljivih lastnosti, hitrosti, priročne regulacije in natančnih končnih podatkov. Elektromehanski tip ima mehanske in električne spremenljivke. Za stroj te vrste so značilni rotacijski transformatorji in tahogeneratorji. Naprava ima drsne kontakte, zato je manj zanesljiva kot prejšnje različice.

    Konstruktivne značilnosti

    Te vključujejo:
  • matriko;
  • Strukturni.
  • AVM matričnega tipa ima ločene elemente, ki se združujejo v skupine glede na določene značilnosti. Ta možnost je primerna za generiranje diferencialnih enačb. Vendar je treba postopek določiti na določen način.
    Skupine, ki imajo določene funkcije, ki delujejo z vsako svojo nalogo. Za ustrezno študijo je treba uporabiti lestvico. Ta tip ima nizko učinkovitost. Strukturni tip AVM predstavljajo naprave z računalniškimi bloki. V tem primeru niso združene strogo, ampak zaradi nalog, potrebnih za razčlenjevanje operacije. Računski stroj za matematično modeliranje.

    Delovanje

    Ta skupina vključuje naprave:
  • hitro;
  • počasi;
  • .
  • Hitri tip je konfiguriran tako, da se koraki postopka ponavljajo v samodejnem načinu. To se doseže s pomočjo preklopnega sistema. Pogostost ponovitev je odvisna od značilnosti delov. Delati s to hitrostjo je težkooblikovanje. Prednost takega stroja je sposobnost spremljanja rezultatov poskusov. Počasna vrsta ima enkratno dejanje. Odločitev običajnih postopkov v tem primeru lahko traja od nekaj sekund do nekaj minut. Rezultati raziskave so vidni šele po zaključku vseh ciklov. Iterativen AVM uporablja iterativen način reševanja. Stroj te vrste vam omogoča nadzor nad potekom poskusa v določenih časovnih obdobjih.

    Uporaba strojev

    Elektronski analogni računalniki so bili znani že dolgo časa, zato so doživeli določeno stopnjo popolnosti. Te naprave temeljijo na nalogi fizikalnih parametrov elementov. Običajno se ta proces zgodi zaradi vključitve in izključitve nekaterih blokov iz sistema.
    Preden se je AWM razvil, so se te naprave uporabljale v letalski in raketni tehnologiji. Stroji v tem primeru so pomagali hitro obdelati podatke in generirati signale za nadzor. Tako so postali znani avtopiloti in bolj zapleteni sistemi za nadzor letenja. V avtomobilu lahko najdete tudi analogni sistem. Tukaj je prenos. Ko se navor spremeni, tekočina spremeni tlak v hidravličnem pogonu. Torej obstaja določena hitrost prenosa. Kot smo že omenili, se pogosto AVM imenujejo visoko specializirane naprave, zato se uporabljajo za posebne naloge. Prej je bila kamera znana kot mehanska analogna naprava. Uporabljal se je pri parni lokomotivi. Mehanski računalniki so postali priljubljeni na področju prostora. Pomagali so pri zbiranjupodatkov zaradi površinskih indikatorjev. Do leta 2002 je bil znan računalnik "Globus", znan po podobnih nalogah. V vojaški opremi so analogne naprave. Odgovorni so za upravljanje topniškega požara, izračunavanje različnih kazalnikov med bitkami itd., V tem primeru se uporabljajo hitri stroji, ki zlahka obvladujejo ovire.

    Primeri

    Primeri analognih računalnikov v času njihovega obstoja so se zbrali veliko. Na primer, leta 1962 je bil ustvarjen AVM "Iterator". Pomagala je pri reševanju posebnih problemov, povezanih z linearnimi enačbami. Ta naprava deluje zaradi posebnega načina, ki ga znanstveniki dolgujejo Newtonu. Tudi "Iterator" se spopada z linearnimi algebrskimi enačbami. V svetu je znana tudi vrsta naprav "MN". Naslov je kratica - "nelinearni model". Najprej mora naprava delovati s Cauchyjevimi nalogami. Najsvetlejši predstavnik vladarja je "MN-18". To je naprava s povprečno močjo, ki lahko obravnava kompleksne dinamične sisteme. To počne z matematično simulacijo. Omeniti velja tudi prevoz v Monte Carlu. Ta računalnik se je pojavil zahvaljujoč Enricu Fermiju. Zasnovan je bil za preučevanje gibanja nevtronov. Za rezultate smo uporabili Monte Carlo metodo. ZAM je naslednja družina analognih strojev, ki je nastala v Varšavi. Njihova proizvodnja se je začela v 60. letih 20. stoletja. Vsaka naprava je delala na binarnem številskem sistemu.

    Opomba

    Menijo, da so najbolj možni človeški možganipriljubljena "analogna naprava". Znanstveniki menijo, da je to zmogljiva in uporabna naprava, ki je kdajkoli obstajala. Seveda lahko s takšno trditvijo trdimo, da se delo impulzov izvaja na račun diskretnih signalov. Toda podatki v živčnem sistemu nimajo digitalnega videza. Digitalni in analogni računalniki so se združili, nevroračunalniki pa so prišli ven. To so hibridne naprave, ki so, čeprav se nanašajo na analogni, zgrajene na digitalnem računalniku. Ti stroji delujejo kot celice v možganih.

    Sorodne publikacije