Devido às limitações da computação digital nas décadas de 1960 e 70, engenheiros, técnicos e cientistas resolviam problemas complexos usando computadores analógicos. Um computador analógico gera sinais contínuos usando mostradores e interruptores para entrada, e medidores para saída. Com o progresso da tecnologia digital, a computação analógica desapareceu no final do século XX, embora muitas de suas ideias continuem em projetos de sintetizadores musicais. Embora cada um resolva problemas semelhantes, existem várias diferenças entre computadores analógicos e digitais a serem observadas.
Computadores digitais produzem números como saída. O computador usa telas de exibição, impressoras, unidades de disco e outros periféricos para capturar essa saída. Computadores analógicos produzem sinais de tensão, e possuem conjuntos de medidores analógicos e osciloscópios para exibir as tensões.
Circuitos de computadores analógicos usam amplificadores operacionais, geradores de sinal e redes de resistores e capacitores. Esses circuitos processam sinais de tensão contínuos. Computadores digitais usam uma variedade de circuitos de comutação ligado-desligado, como microprocessadores, geradores de pulso de clock e portas lógicas.
A principal característica que distingue computadores digitais de analógicos é a natureza dos sinais. Sinais digitais têm dois estados discretos, ligado ou desligado. O estado desligado é geralmente zero volts, e o estado ligado é tipicamente cinco volts. Sinais analógicos são contínuos. Eles podem ter qualquer valor entre dois extremos, como -15 e +15 volts. A tensão de um sinal analógico pode ser constante ou variar com o tempo.
Com a tecnologia aprimorada, computadores digitais rápidos podem emular o comportamento de computadores analógicos. Por exemplo, um programa em um computador digital pode calcular uma onda senoidal de 2.000 Hz em tempo real, com precisão e confiabilidade que circuitos analógicos não conseguem igualar. Computadores analógicos têm capacidade limitada de imitar sistemas digitais.
Poucos exemplos de computadores analógicos permanecem em existência. Os componentes e projetos ainda existem, embora poucos busquem construí-los. Por outro lado, quase todos os computadores em funcionamento hoje são digitais, variando de controladores simples de eletrodomésticos a supercomputadores do tamanho de salas com milhares de microprocessadores.
Computadores analógicos devem lidar com um certo nível mínimo de ruído elétrico nos circuitos, e isso afeta a precisão. Circuitos de computadores digitais também têm ruído elétrico, embora tenha pouco ou nenhum efeito na precisão ou confiabilidade.
Você pode programar tanto computadores analógicos quanto digitais, embora os métodos sejam diferentes. Computadores digitais usam listas cuidadosamente escritas de instruções intrincadas, incluindo comparar dois números, mover dados de um local para outro ou multiplicar dois números.
Para programar um computador analógico, você conecta diferentes subsistemas eletricamente com cabos de patch. Por exemplo, conecta um gerador de sinal a um botão de controle que varia a intensidade do sinal.
Um exemplo de dispositivo de computador analógico poderia ser um pequeno sistema de mesa do tamanho de um livro grande, mas racks altos carregados com equipamentos também são computadores analógicos. Um exemplo de computador digital poderia ser um minúsculo microchip de apenas alguns milímetros quadrados, mas também poderia ser uma instalação de servidor do tamanho de uma sala.
Um computador digital coordena seus sinais com um clock mestre. O clock produz um fluxo de alta frequência de pulsos elétricos ligado-desligado; cada pulso sendo um "tick" do clock. Toda atividade no computador, desde comparar números até mover dados na memória, leva um número definido de pulsos de clock. A velocidade do clock determina a velocidade geral do computador.
Em um computador analógico, os sinais simplesmente fluem de um circuito para o próximo, sem coordenação central preexistente. Devido a essa falta de coordenação, computadores analógicos podem revelar comportamento caótico e imprevisível mais prontamente que sistemas digitais.
A natureza numérica e discreta de computadores digitais torna o armazenamento de dados simples. Um circuito de memória copia e retém os estados discretos de outro circuito.
Para computadores analógicos, armazenar dados é mais difícil, pois eles usam sinais contínuos. Um circuito que armazena um sinal analógico está sujeito a deriva ao longo do tempo. A melhor abordagem para computadores analógicos é uma híbrida. Converte-se o sinal analógico para um número e armazena-se o número em um circuito digital.
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