¿Cuál es la diferencia entre la computación analógica y la arquitectura de computación digital?

Las computadoras análogas (¿hay alguna?) Funcionan según el principio de que la medición de cierta cantidad junto con sus propiedades aditivas se pueden usar para el cálculo. Una regla de cálculo es una computadora analógica típica que usa la longitud como la cantidad y el hecho de que las longitudes de dos segmentos de línea se suman a la longitud total de los dos. (Con la regla de cálculo, la escala es logarítmica, lo que hace posible utilizar la regla de cálculo para la multiplicación en lugar de la suma … pero eso es irrelevante para este argumento). Del mismo modo, las propiedades de corriente y voltaje pueden usarse de esta manera, y así es como funcionaban las computadoras analógicas. Entonces, la idea es que las propiedades de la cantidad elegida son análogas a las de los números (un matemático diría que las dos son isomorfas).

Las computadoras digitales se basan en la idea de que ciertos componentes electrónicos pueden estar en (al menos) dos estados, por ejemplo, encendido y apagado. Así que ahora podemos quitar (digamos) que sea cero y seguir siendo uno. Si ahora combinamos una gran cantidad de componentes, podemos representar números arbitrarios en el sistema de números binarios. Otros componentes (llamados puertas lógicas) tienen las propiedades de las operaciones básicas en números binarios. Por ejemplo,

  • una puerta de negación tomará su entrada (un cero o uno) y producirá el negativo como salida (uno o cero)
  • una puerta y tomará dos entradas (cero o una) y producirá una como salida solo cuando ambas entradas sean una, de lo contrario producirá cero.

Usando estos y otros componentes ( o , xor , nand , etc.) es posible construir componentes más complicados que pueden sumar, multiplicar, etc., números que consisten en múltiples bits.

  • Que es un poco Es una abreviatura de Baryary Dig it . De ahí las computadoras digitales.
  • ¿Cuántos bits se usan para representar números? Esto cambió con el tiempo. En un momento u otro trabajé con computadoras donde el número de bits utilizados como unidad (generalmente esto se llamaba palabra) tenía 32, 36, 8, 12, 16 bits. En la actualidad, la mayoría de las computadoras tienen 64 bits, aunque muchos teléfonos y tabletas más antiguos aún tienen 32 bits.
  • Como puede ver, el número de bits en una palabra es la mayor parte del tiempo una potencia de dos (8 = 2 ^ 3, 16 = 2 ^ 4, 32 = 2 ^ 5,64 = 2 ^ 6). La razón tiene que ver con la fácil reprensibilidad en binario.

Las computadoras análogas no son computadoras en la forma en que las pensamos hoy en día, y son, me temo, un campo injustamente descuidado.

Una computadora digital resuelve problemas representándolos como una máquina de estado. No importa cuán compleja sea la computadora o el hardware, en última instancia se limita a resolver problemas una operación matemática a la vez, aunque puede hacerlo con precisión arbitraria.

Pero a veces, eso no es lo ideal. Si desea minimizar la red compex, es posible, de hecho bastante fácil, crear un problema de tal manera que las soluciones estén fácilmente disponibles en un tamaño de nodo, pero con unos pocos nodos más, la solución tomaría todas las computadoras del mundo más tiempo que ha habido un universo para obtener la solución.

Ahora, cualquier problema de optimización de red puede representarse mediante clavijas en una placa. Si configura una placa de este tipo y la sumerge en agua jabonosa, las películas de jabón INSTANTARÁN INSTANTÁNEAMENTE una topografía de red de distancia mínima. Esta es una computadora analógica pobre porque no es universal y los resultados son muy aproximados, pero es fácil de entender.

Ahora, en el pasado, solían construir computadoras analógicas en las que se configuraban circuitos eléctricos para modelar ecuaciones diferenciales. Puede resolver problemas terriblemente complejos conectando módulos para representar las ecuaciones en el sistema. Luego encienda un interruptor y listo. No obtendrías una solución matemática precisa, pero obtendrías una trama resut en un CRT INSTANLY.

Hay, creo, aplicaciones no exploradas para combinar las dos tecnologías en soluciones universales más potentes que cualquiera de ellas.

Noche y día 🙂

Como escribió un ingeniero de software (y desafortunadamente, no recuerdo cuál):

“¿Cuál es el tipo más rápido posible?”

“Responder:

1. Tome una caja de espagueti y corte cada uno para representar el valor como la longitud del espagueti restante.

2. Reúna toda la colección de espagueti medido en su mano.

3. Ahora ordénelos tocando su mano en la mesa perpendicular al puñado de espagueti.

En el momento en que su mano se detiene, los espaguetis se ordenan, al igual que los valores. El más grande sobresaldrá más …

4. mida cada cadena a medida que la elimina, los valores estarán en orden “.

La computación analógica es siempre el método más rápido con la menor cantidad y el hardware más simple.

Lo que apesta es la inicialización y el mantenimiento (la medición siempre es solo aproximada) y la salida. Tratar de ordenar múltiples lotes de números con espagueti lleva una eternidad con la medición. La conversión a un número binario es una operación fija y repetible, y el tipo lleva una eternidad en comparación con el análogo.

Pero la configuración binaria es trivial y repetible.

La computación analógica es un concepto del pasado. Con la evolución de TCP / IP e Internet, casi todo se convierte finalmente en digital e IP. Teóricamente, Analog envía datos en muestreo de ondas, mientras que el digital utiliza patrones discretos para convertir todo a 0 y 1.