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tipo di computer Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
Un computer analogico è un computer che sfrutta fenomeni fisici associati a variabili continue per modellare il problema da risolvere; per esempio si possono usare quantità elettriche, idrauliche o meccaniche. Esso si distingue pertanto dai più diffusi elaboratori digitali che invece operano su rappresentazioni numeriche dei dati.
Dato che il computer analogico non usa valori discreti, ma valori continui, ripetendo il processo non si è sicuri di ottenere esattamente lo stesso risultato, come invece è garantito da una macchina di Turing. Operando su quantità continue i computer analogici non soffrono del rumore di quantizzazione ma del rumore analogico. In passato gli elaboratori analogici erano largamente utilizzati poiché caratterizzati da prestazioni superiori ai computer digitali dell'epoca, passando da semplici regoli calcolatori a complessi sistemi di puntamento per artiglierie navali.
La similitudine tra i componenti lineari meccanici, come le molle e gli ammortizzatori, e i componenti elettrici, come i condensatori, induttori e resistenze possono essere descritti in termini matematici: possono essere modellati usando equazioni che sono essenzialmente della stessa forma.
Comunque, la differenza tra questi sistemi è ciò che rende la computazione analogica utile. Se si considera un semplice sistema di molla-massa, costruire il sistema fisico richiederebbe di comprare le molle e le masse. Si procederebbe poi collegando tra di loro un'appropriata ancora, collegando il tutto ad un insieme di apparecchiature di test opportunatamente settate, e finalmente, potremo prendere delle misurazioni (spesso difficili da ottenere).
L'equivalente elettrico può essere costruito con pochi amplificatori operazionali e qualche componente lineare passivo; tutte le misurazioni possono essere prese da un oscilloscopio o più spesso da un plotter sia a causa di elaborazioni lente , sia per mantenere una traccia permanente del lavoro svolto. Nel circuito, la 'massa della molla' (simulata) può essere cambiata tramite un potenziometro. Il sistema elettrico è un'analogia al sistema fisico, ma è meno costoso, più sicuro e più facile da modificare. I computer analogici completamente elettronici sono anche estremamente veloci, dato che un calcolo è completato alla velocità per cui il segnale attraversa il circuito, che è generalmente una frazione apprezzabile della velocità della luce.
Lo svantaggio dell'analogia meccanico-elettrico è che le parti elettroniche sono limitate dall'intervallo su cui le variabili possono cambiare. Questo è chiamato intervallo dinamico. Sono anche limitati dai disturbi elettrici.
Questi circuiti elettrici possono anche eseguire altre simulazioni. Per esempio la tensione può simulare la pressione dell'acqua e la corrente può simulare il flusso d'acqua in termini di metri cubi al secondo.
Spesso c'è una mancanza di comprensione riguardo ai sistemi elettrici che talvolta portano ai termini analogico e digitale a significati dubbi o confusi. I sistemi analogici sono conosciuti a volte solo come a sistemi elettrici continui che variano col tempo. Da come spiegato prima questo non è corretto, poiché anche le funzioni discontinue possono essere modellate. Infatti, anche il termine digitale ha una definizione tecnica ben definita. Nel contesto dei circuiti, si riferisce all'uso di livelli discreti di tensione elettrica come codici per i simboli e la manipolazione di tali simboli nell'operazione di computer digitale. Il computer elettronico analogico manipola le quantità fisiche di volt o di ampere a forma d'onda. Come conseguenza, la precisione di lettura (di numeri razionali) del computer analogico è limitato dalla quantizzazione dell'apparecchiatura di lettura usata. La precisione del computer digitale deve essere invece necessariamente finita, ma la precisione del risultato è limitata solo dal tempo.
In campo musicale esistono i Modular Moog: computer analogici a tutti gli effetti.
Esiste un dispositivo intermedio, conosciuto come computer ibrido, dove un computer digitale è combinato con uno analogico. Computer ibridi sono usati per ottenere un valore 'seed' molto accurato ma non preciso, usando un computer analogico come interfaccia, inserito in un processo iterativo svolto da un computer digitale per ottenere il grado finale di precisione desiderato. Con tre o quattro cifre, un seed numerico altamente accurato, il tempo di computazione digitale totale necessario al raggiungimento della precisione desiderata è drammaticamente ridotto, dato che altre poche iterazioni sono richieste. Per esempio, il computer analogico può essere usato per risolvere un problema non analitico descritto da un'equazione differenziale da utilizzare all'interno di una computazione più generale (dove la precisione non è molto importante). Ad ogni modo, il computer ibrido è di solito sostanzialmente più veloce di un computer digitale, offrendo una computazione più precisa di un computer analogico. È utile per calcoli real-time che richiedono tale combinazione (per esempio, un radar phased-array ad alta frequenza o un sistema di computazione meteorologico).
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