Analoginen vs digitaalinen tietokone
Tietokone on laite, joka voidaan ohjelmoida suorittamaan rajallinen joukko aritmeettisia tai loogisia toimialueita koskevia käskyjä. Tietokoneet toimivat suorittamalla käskyt peräkkäin, ja näitä ohjeita voidaan muuttaa tarvittaessa, jolloin tietokone pystyy ratkaisemaan yleisluonteisia ongelmia yksittäisten ongelmien sijaan.
Tietokoneita voidaan käyttää mekaanisten tai sähköisten periaatteiden ja komponenttien perusteella. Yleensä tietokoneessa on prosessointiyksikkö loogisten tai aritmeettisten operaatioiden suorittamista varten ja muisti ohjeiden tallentamista varten.
Lisätietoja analogisista tietokoneista
Analogisessa tietokoneessa ratkaistavan ongelman mallintamiseen käytetään jatkuvasti muuttuvaa fyysistä ominaisuutta. Analogisten tietokoneiden kehitys ulottuu tuhansia vuosia taaksepäin ihmiskunnan historiassa. Vanhin ihmisen tuntema analoginen tietokone on Antikythera-kone, joka on tähtitieteellisten paikkojen mittaamiseen käytetty laite, joka on peräisin vuodelta 100 eaa. Astrolabes ja diasäännöt ovat myös esimerkkejä analogisista tietokoneista.
Analogiset tietokoneet saavuttivat huippunsa 1700-luvun lopulla ja 1800-luvun alussa, jolloin teknologinen vallankumous inspiroi monia analogisia tietokonelaitteita. Toisessa maailmansodassa uusia analogisia tietokoneita käytettiin salaukseen ja tuliavustukseen.
Sähkökäyttöiset analogiset tietokoneet käyttävät toiminnassa jatkuvien sähköisten signaalien, kuten jännitteen, virran ja signaalitaajuuden, suuruutta, ja ne koostuvat piireistä, joissa on operaatiovahvistimet, kondensaattorivastukset ja kiinteän toiminnan generaattorit. Nämä piirit suorittivat summauksen, integroinnin ajan suhteen, inversion, kertolaskua, eksponentiota, logaritmeja ja jakoa matemaattisena perusoperaationa korkeamman asteen tulosten saamiseksi ulostulona.
Jo nykyäänkin käytetään analogisia tietokoneita, mutta paljon yksinkertaisempiin tehtäviin pääasiassa kustannustekijöiden vuoksi.
Lisätietoja digitaalisista tietokoneista
Digitaaliset tietokoneet käyttävät erillisiä sähkösignaaleja jatkuvien sähköisten signaalien sijaan, ja niistä on tullut nykyään yleisin tietokonemuoto monipuolisuutensa ja tehonsa ansiosta. Ensimmäiset elektroniset digitaaliset tietokoneet kehitettiin 1940-luvun alussa Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa. Ne olivat suuria koneita, jotka kuluttavat paljon sähköä ja siksi kalliita, ja mekaanisilla tietokoneilla oli etu digitaalisiin tietokoneisiin verrattuna.
Kun pienempiä tietokoneita rakennettiin, koneet suunniteltiin tiettyihin tehtäviin, joten niiltä puuttui monipuolisuus. Puolijohdeteknologian kehittyessä suurten tietokoneiden rakennuspalikoita korvattiin pienillä vähemmän virtaa kuluttavilla laitteilla ja digitaaliset tietokoneet kehittyivät nopeasti eteenpäin.
Nykyaikaiset digitaaliset tietokoneet on rakennettu käyttämällä integroituja piirejä, jotka sisältävät miljardeja nanometrin mittakaavan komponentteja pienessä piikappaleessa, joka ei ole suurempi kuin pikkukuva, mutta joiden laskentateho on useita tuhansia 1900-luvun alussa rakennettuja tietokoneita. Siksi digitaalisia tietokoneita käytetään kaikissa ongelmanratkaisun tai tietojenkäsittelyn edistyneissä osissa.
Mitä eroa on analogisilla tietokoneilla ja digitaalisilla tietokoneilla?
• Analogiset tietokoneet mittaavat jatkuvaa fyysistä ominaisuutta, joten toiminta on suurimman osan ajasta lineaarista ja jatkuvaa, kun taas digitaaliset tietokoneet käyttävät erillisiä sähkösignaaleja, joissa on kaksi mahdollista tilaa.
• Analogisessa tietokoneessa ei ehkä ole lainkaan muistia, kun taas digitaaliset tietokoneet vaativat ehdottomasti muistia toimiakseen.
• Analogiset tietokoneet toimivat hitaammin kuin digitaaliset tietokoneet.
• Analogiset tietokoneet tarjoavat tarkat laskentatulokset, kun taas digitaaliset tietokoneet menettävät toimintojen tarkkuuden signaalien diskreetin luonteen vuoksi.
• Analogiset tietokoneet on suunniteltu tiettyyn yhteen tarkoitukseen, kun taas digitaaliset tietokoneet on suunniteltu yleisiin tarkoituksiin.
