Una computador analògic o computador real és un tipus de computador que utilitza dispositius electrònics o mecànics per a modelar el problema a resoldre utilitzant un tipus de quantitat física per representar una altra. miniatura|Computador analògic Per al modelat es fa servir l'analogia existent en termes matemàtics d'algunes situacions en diferents camps. Per exemple, la que existeix entre els moviments oscil·latoris en mecànica i l'anàlisi de corrents alternes en electricitat. Aquests dos problemes es resolen per equacions diferencials i poden assemblar termes entre un i altre problema per obtenir una solució satisfactòria.
Usat en contraposició a les computadors digitals, en els quals els fenòmens físics o mecànics són utilitzats per construir una màquina d'estat finit que és utilitzat per modelar el problema a resoldre. Hi ha un grup intermedi, el dels computadors híbrids, en què un computador digital és utilitzat per controlar i organitzar entrades i sortides cap ai des de dispositius analògics annexos, per exemple, els dispositius analògics podrien ser utilitzats per a generar valors inicials per iteracions. Així, un àbac seria un computador digital, i una regla de càlcul un computador analògic.
Computador analògic ideal Els computadors analògics ideals operen amb nombres reals i són diferencials, mentre que els computadors digitals es limiten a nombres computables i són algebraics. Això significa que els computadors analògics tenen una taxa de dimensió de la informació (veure teoria de la informació), o potencial de domini informàtic més gran que els computadors digitals (vegeu teorema d'incompletesa de Gödel). Això, en teoria, permet als computadors analògics resoldre problemes que són indesxifrables amb computadors digitals.
Els teòrics de la informàtica solen utilitzar el terme computador real (anomenat així perquè opera dins del conjunt de nombres reals), per evitar els malentesos populars sobre els computadors analògics.
Alguns exemples de computadors analògics són: Predictors de marea Integrador d'aigua computador de dades de l'objectiu per submarins Model Hidràulic de l'economia del Regne Unit El Mecanisme d'Anticitera El regle de càlcul
Cronologia dels computadors analògics Es creu que el mecanisme d'Anticitera és el primer computador analògic mecànic conegut. The Antikythera Mechanism Research Project , The Antikythera Mechanism Research Project. Retrieved 2007.07.01 Va ser dissenyat per calcular posicions astronòmiques. Descobert el 1901 a la ruïna de Anticitera de l'illa grega de Anticitera, entre Citera i Creta, i s'ha datat a prop de l'any 100 AC Dispositius d'un nivell de complexitat comparable al del mecanisme d'Anticitera no reapareixeria fins a mil anys més tard. L'astrolabi va ser inventat en el món hel·lenístic en el primer o segon segle abans de la era comuna, i sovint és atribuït a Hiparc de Nicea. Com una combinació del planisferi i de la dioptra, l'astrolabi va ser efectivament un computador analògic capaç de resoldre diferents tipus de problemes en astronomia esfèrica. Posteriorment, astrònoms musulmans van produir molts tipus diferents de astrolabis i els van usar per més de mil problemes diversos relacionats amb l'astronomia, astrologia, horòscops, la navegació, agrimensura, mesura del temps, la alquibla (direcció de la Meca), Salat (rés), etc. Dr Emily Winterburn (National Maritime Museum), Using an Astrolabe, Foundation for Science Technology and Civilisation, 2005. Al-Biruni va inventar el primer astrolabi mecànic d'engranatges per al calendari lunisolar,D. De S. Price (1984). "A History of Calculating Machines", IEEE Micro 4 (1), p. 22-52. una primerenca màquina de cable-fix de processament de coneixement Tuncer Oren (2001). "Advances in Computer and Information Sciences: From Abacus to Holonic Agents", Turk J Elec Engin 9 (1), p. 63-70 . amb un tren d'engranatge i rodes dentades,Donald Routledge Hill (1985). "Al-Biruni's mechanical calendar", Annals of Science 42 , p. 139-163. al voltant del 1000 AD. El planisferi va ser un astrolabi de carta d'estrella s també inventat per Al-Biruni en el .Article = 482 Khwarizm , Foundation for Science Technology and Civilisation. G. Wiet, V. Elisseeff, P. Wolff, J. Naudu (1975). History of Mankind, Vol 3: The Great medieval Civilisations , p. 649. George Allen & Unwin Ltd, UNESCO. El Equatorium va ser un instrument calculador astromètric inventat per Azarquiel a la Espanya islàmica al voltant de 1015. El "rellotge del castell, un rellotge astronòmic inventat per Al Jazarí el 1206,Al-Jazari - the Mechanical Genius , MuslimHeritage.com és considerat ser el primer computador analògic programable. exhibir el zodíac, les òrbites solars i lunars, un indicador amb forma de lluna creixent viatjant a través d'una entrada que feia que portes automàtiques obrissin cada hora,Howard R. Turner (1997), Science in Medieval Islam: An Illustrated Introduction , p. 184, University of Texas Press, Donald Routledge Hill, "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American , May 1991, p. 64-9 (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering ) i cinc músics robòtics que tocaven música quan eren colpejats per les palanques operades per un arbre de lleves lligat a una roda d'aigua. La longitud del dia i la nit podien ser reprogramades cada dia per portar el compte de les longituds canviants del dia i la nit a través de l'any. El 1235, un astrolabi que incorporava un computador mecànic de calendari i rodes dentades.<ref>Silvio A. Bedini, Francis R. Maddison (1966). "Mechanical Universe: The Astrarium of Giovanni de 'Dondi", Transactions of the American Philosophical Society 56 ' (5), p. 1-69.</ref> va ser inventat per Abi Bakr d'Esfahan, La regla de càlcul és un computador analògic manual per fer la multiplicació i la divisió, inventada al voltant 1620-1630, poc després de la publicació del concepte del logaritme. L'analitzador diferencial, un computador analògic mecànic dissenyat per solucionar equacions diferencials per integració, utilitzant mecanismes de rodes i discs per realitzar la integració. Inventat el 1876 per James Thomson, primer van ser construïts en els anys 1920 i els anys 1930. Per 1912, Arthur Pollen havia desenvolupat un computador analògic mecànic dirigit elèctricament per al sistema del control de tret, basat en l'analitzador diferencial. Va ser usat per la Marina Imperial Russa de la Primera Guerra Mundial. En l'era de la Segona Guerra Mundial lloa apuntadors d'armes i visors de bombes van usar computadors analògics mecànics. La calculadora de Curta era un dispositiu accionat per una petita maneta cilíndrica que podria fer multiplicacions, divisions, i un nombre d'altres operacions. La MONIAC Computer va ser un model hidràulic d'una economia nacional, revelat per primera vegada el 1949. El Computer Engineering Associates va ser una volta?? de Caltech el 1950 per proporcionar serveis comercials utilitzant el "Direct Analogy Electric Analog Computer" (computador Analògic Elèctric d'Analogia Directa) ("la facilitat d'analitzador de propòsit general més gran i impressionant per a la solució de problemes de camp") que s'hi desenvolupa per Gilbert D. McCann, Charles H. Wilts, i Bart Locanthi.Caltech Nastro historyid = X0UYAAAAIAAJ & q = Caltech+analog-computer+intitle: analog & dq = Caltech+analog-computer+intitle: analog & as_brr = 0 & ei = sgbuRpeoJIfmpwL0rZi6Dw & pgis = 1 Analog Simulation: Solution of Field Problems El Heathkit EC-1, un computador analògic educatiu fet per la Heath Company, Estats Units, al voltant de 1960. El computador analògic de Comdyna GP-6 introduït el 1968 i produït per 36 anys.
Computadors analògics electrònics miniatura|El Akate-1, un computador analògic polonès
La semblança entre els components mecànics lineals, com ara ressorts i amortidors hidràulics. No obstant això, la diferència entre aquests sistemes és el que fa útil a la computació analògic. Si un considera un simple sistema massa-ressort, construir el sistema físic requeriria la compra dels ressorts i de les masses. Això seria procedit a subjectar l'un a l'altre i un ancoratge apropiat, recaptar equip de prova amb l'apropiada gamma d'entrada, i finalment, prendre mesures (una cosa que és difícil).
L'equivalent elèctric pot ser construït amb alguns amplificadors operacionals i alguns components lineals passius; totes les mesures es poden prendre directament amb un oscil·loscopi. En el circuit, la "massa (simulada) del ressort" pot ser canviada ajustant un potenciòmetre. El sistema elèctric és una analogia del sistema físic, per això el nom, però és menys costós de construir, més segur, i més fàcil de modificar. També, un circuit electrònic pot operar típicament en freqüències més altes que el sistema que és simulat. Això permet que la simulació funcioni més ràpidament que en temps real, per a resultats més ràpids.
El desavantatge de l'analogia mecànic-elèctrica és que l'electrònica és limitada pel rang sobre el qual les variables poden variar. Això és anomenat rang dinàmic. També són limitats pels nivells de soroll.
Aquests circuits elèctrics també poden realitzar fàcilment altres simulacions. Per exemple, el voltatge pot simular la pressió d'aigua i els ampers es poden simular el corrent de l'aigua en termes de metres cúbics per segon.
Un sistema digital utilitza nivells de voltatge elèctric discrets per representar codis per als símbols. La manipulació d'aquests símbols és el mètode d'operació del computador digital. El computador analògic electrònic manipula les quantitats físiques de formes d'ona, (voltatge o corrent). La precisió de la lectura de El computador anàloga està limitada principalment per la precisió de l'equip de lectura usat, generalment tres o quatre dígits significatius. La precisió del computador digital és pràcticament infinita (típicament 15 dígits de precisió), però la precisió del seu resultat està limitada només pel temps. Un computador digital pot calcular molts dígits en paral·lel, o obtenir el mateix nombre de dígits realitzant els còmputs en seqüència de temps.
Computadors híbrids analògics-digitals miniatura|El ELWAT, un computador analògic polonès.
Hi ha un dispositiu intermedi, un computador híbrid, en el qual un computador digital és combinat amb un computador analògic. Els computadors híbrids són usats per obtenir un molt exacte però no completament exacte valor de 'llavor', utilitzant un computador analògic com la part frontal (front-end), que és llavors alimentat dins d'un procés iteratiu del Computador Digital per assolir el grau final de precisió desitjat. Amb una llavor numèrica altament exacta de tres o quatre dígits, és reduït dramàticament el temps total de còmput digital necessari per aconseguir la precisió desitjada, ja que són requerides moltes menys iteracions. Per exemple, El computador analògic pot ser usat per solucionar un problema no analític de l'equació diferencial, per a l'ús en una determinada etapa d'un còmput (on la precisió no és molt important). En tot cas, El computador híbrid generalment és substancialment més ràpid que un computador digital, però pot subministrar un còmput molt més exacte que un computador analògic. És útil per a aplicacions en temps real que requereixen aquesta combinació, per exemple, un radar phased array d'alta freqüència o un còmput de sistema de temps.
Mecanismes