14 Unterschied zwischen digitalen und analogen Computern

Was ist ein Analogcomputer?

Ein analoger Computer ist ein Computertyp, der die sich ständig ändernden Aspekte physikalischer Phänomene wie elektrische, mechanische oder hydraulische Größen verwendet, um das zu lösende Problem zu modellieren. Analoge Computer speichern Daten in kontinuierlicher Form physikalischer Größen und führen Berechnungen mit Hilfe von Messgrößen durch. Es unterscheidet sich stark vom digitalen Computer, der symbolische Zahlen verwendet, um Ergebnisse darzustellen.

Analogcomputer eignen sich hervorragend für Situationen, in denen Daten direkt gemessen werden müssen, ohne sie in Zahlen oder Codes umzuwandeln. Analoge Computer sind zwar verfügbar und werden in industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen wie Steuerungssystemen und Flugzeugen verwendet, wurden jedoch aufgrund der damit verbundenen Komplexität weitgehend durch digitale Computer ersetzt.   

Analogcomputer waren die frühesten entwickelten Computermaschinen und gehörten zu den kompliziertesten Maschinen für analoge Berechnungen und Prozesssteuerung. Analoge Daten sind nicht diskret, sondern von kontinuierlicher Natur. Beispiele für solche Daten sind Druck, Temperatur, Spannung, Geschwindigkeit und Gewicht. Ein analoger Computer verwendet kontinuierliche Werte und keine diskreten Werte. Aus diesem Grund können Prozesse mit einem analogen Computer nicht für exakt äquivalente Ergebnisse wiederholt werden. Im Gegensatz zu digitalen Computern sind analoge Computer immun gegen Quantisierungsrauschen. Einige der üblichen Rechenelemente in Analogcomputern sind Funktionsgeneratoren, Integratoren, Komparatoren und Multiplikatoren. Je nach Anwendung können auch andere spezialisierte Komponenten verwendet werden.

Mit analogen Computern sind gewisse Vorteile verbunden. Mit Hilfe von Analogrechnern ist ein Echtzeitbetrieb und gleichzeitige Berechnung möglich. Analoge Computer können Benutzern auch einen Einblick in die Probleme und Fehler bei analogen Problemen geben.

Was Sie über analoge Computer wissen müssen

• Digitale Computer arbeiten mit diskreten Werten oder diese Arten von Systemen verarbeiten diskrete Daten.
• Die Geschwindigkeit der analogen Computer ist geringer als die der digitalen Computer.
• Analoge Computer haben sehr wenig oder begrenzten Speicher und können weniger Datenmengen speichern.
• Diese Computer verwenden Signalgeneratoren und ein Netzwerk aus Widerständen und Kondensatoren.
• Analoge Computer erzeugen Ausgangssignale als Spannungssignale und verfügen über Sätze von analogen Messgeräten und Oszilloskopen, um die Spannungen anzuzeigen.
• Analoge Computer haben eine begrenzte Fähigkeit, digitale Systeme nachzuahmen.
• Analoge Computer müssen mit einem gewissen Mindestrauschpegel in den Schaltkreisen umgehen und dies beeinträchtigt die Genauigkeit.
• Der Zusammenbau eines analogen Computers beinhaltet die elektrische Verbindung verschiedener Subsysteme mit Patchkabeln.
• Beispiele sind: Thermometer, Analoguhr, ältere Waagen, Autotachometer, Stimme, Radio/TV-Signal etc.
• Sie haben einen hohen Stromverbrauch.
• Analoge Computer werden hauptsächlich in technischen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt.
• Die Datenspeicherung für analoge Computer ist schwieriger, da sie kontinuierliche Signale verwenden. Eine Schaltung, die ein analoges Signal speichert, neigt dazu, im Laufe der Zeit zu driften.
• Analoge Computer sind weniger zuverlässig als digitale Computer.

Was ist ein digitaler Computer?

Ein digitaler Computer ist eine beliebige Klasse von Geräten, die in der Lage sind, Probleme durch die Verarbeitung von Informationen in diskreter Form zu lösen. Es arbeitet mit Daten, einschließlich Größen, Buchstaben und Symbolen, die im Binärcode ausgedrückt sind, dh nur die beiden Ziffern 0 und 1 verwenden. Durch Zählen, Vergleichen und Bearbeiten dieser Ziffern oder ihrer Kombinationen gemäß einem in seinem Speicher gespeicherten Befehlssatz, a digitale Computer können Aufgaben wie die Steuerung industrieller Prozesse und die Regelung des Betriebs von Maschinen übernehmen; analysieren und organisieren riesige Mengen an Geschäftsdaten und simulieren das Verhalten dynamischer Systeme (zB globale Wettermuster und chemische Reaktionen) in der wissenschaftlichen Forschung.

Ein typisches digitales Computersystem hat vier Hauptfunktionselemente: Eingabe-Ausgabe-Geräte, Hauptspeicher, Steuereinheit und arithmetische Logikeinheit. Übliche Eingabegeräte umfassen Tastaturen und optische Scanner, während Ausgabegeräte Drucker und Monitore umfassen. Die Steuereinheit wählt Anweisungen aus dem Speicher in geeigneter Reihenfolge aus und ruft sie auf und leitet geeignete Befehle an die geeignete Einheit weiter. Die ALU führt andererseits arithmetische und logische Algorithmen durch, die ausgewählt sind, um die eingehenden Daten mit extrem hohen Geschwindigkeiten zu verarbeiten. Beispiele für digitale elektronische Computer sind der IBM-PC, der Apple Macintosh sowie moderne Smartphones.

Was Sie über digitale Computer wissen müssen

• Analogrechner arbeiten mit kontinuierlichen Werten oder solche Systeme verarbeiten kontinuierliche Daten.
• Die Analogcomputer messen die analogen Größen wie Spannung, Temperatur etc.
• Digitale Computer haben einen sehr großen Speicher und können große Datenmengen speichern.
• Diese Computer verwenden eine Vielzahl von Ein-Aus-Schaltkreisen wie Mikroprozessoren, Taktimpulsgeneratoren und Logikgatter.
• Digitale Computer produzieren Zahlen als Ausgabe. Der Computer verwendet Bildschirme, Drucker, Laufwerke und andere Peripheriegeräte, um diese Ausgabe zu erfassen.
• Digitale Computer können das Verhalten analoger Computer emulieren.
• Schaltungen von Digitalcomputern weisen ebenfalls elektrisches Rauschen auf, obwohl dies kaum oder gar keine Auswirkungen auf die Genauigkeit oder Zuverlässigkeit hat.
• Die Montage eines digitalen Computers verwendet sorgfältig geschriebene Listen mit komplizierten Anweisungen, einschließlich des Vergleichens zweier Zahlen, des Verschiebens von Daten von einem Ort zum anderen oder des Multiplizierens zweier Zahlen miteinander.
• Beispiele sind: Digitaluhren, digitale Waagen, Minicomputer, Mikrocomputer, Großrechner und Supercomputer.  
• Sie haben einen geringen Stromverbrauch.
• Digitale Computer können in fast allen Lebensbereichen eingesetzt werden.
• Die numerische und diskrete Natur digitaler Computer macht die Datenspeicherung einfach. Eine Speicherschaltung kopiert und behält die diskreten Zustände einer anderen Schaltung.
• Digitale Computer sind zuverlässiger als analoge Computer.

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