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Was ist ein Analogrechner?

Antworten
11/10/2021
Neilla

A2A: Danke Ivan, wieder einmal :-)

Nun, lassen Sie uns zunächst eine ziemlich weit gefasste Definition eines Computers annehmen, als ein Gerät, das 1) ein Eingangssignal empfängt, 2) es durch eine Reihe von vorgegebenen Regeln verarbeitet, 3) und ein Ausgangssignal erzeugt.

Heute wird die Welt von der digitalen Elektronik beherrscht, die sich die Kompatibilität von Mikroprozessoren mit dem sogenannten Binärcode zunutze macht. Dies war jedoch nicht immer der Fall.

Im Gegensatz dazu werden analoge Computer auch als reale Computer bezeichnet, da ihre Funktionsweise auf physikalischen Eigenschaften beruht, die mit reellen Zahlen gleichgesetzt werden können.

Seit der Antike wurden ausgeklügelte Systeme entwickelt, die mit Computern gleichgesetzt werden können, so die erste Definition. Innerhalb dieser Familie ist die älteste bekannte Vorrichtung der so genannte Mechanismus von Antikythera, ein komplexes System von Zahnrädern, das es ermöglichte, Finsternisse vorherzusagen und das Datum wichtiger Ereignisse wie der Olympischen Spiele zu bestimmen. Man schätzt, dass er 200 v. Chr. hergestellt wurde!

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Nach Astrolabien und einer Vielzahl von Uhrwerkmechanismen kommen wir zum einfachsten analogen Computer, wenn auch nicht zum ältesten: dem Rechenschieber, der aus dem 17.

Die Geräte, die im Zweiten Weltkrieg zur Steuerung der Flugbahn von Geschossen verwendet wurden, waren Analogrechner.

Es lässt sich zeigen, dass das Verhalten eines Masse-Feder-Dämpfer-Systems einem System von Differentialgleichungen entspricht und dass RLC-Schaltungen sein elektrisches Äquivalent sind. Für Anwendungen, die die Lösung von Differentialgleichungen erfordern, ist also ein Analogrechner (in seiner mechanischen oder elektrischen Ausführung) denkbar. Das war der Stand der Technik in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts.

11/20/2021
Carolin

Das Gegenteil des Begriffs digital ist der Begriff analog. Analog kommt vom griechischen Wort ἀναλογικός und könnte mit Beziehung zwischen zwei (oder mehr) Größen übersetzt werden.

Nach der Definition von analog verwendet ein Analogrechner also Beziehungen zwischen elektrischen Spannungen, um mathematische Logik zu erzeugen. Das Herzstück eines analogen elektronischen Computers ist der Operationsverstärker (OA). Ein AO ist eine Schaltung mit zwei Eingängen V+ und V- und einem Ausgang, der proportional zur Differenz der beiden Spannungen ist, d.h.:

[math]V_{0}=A-(V^+ - V^-)[/math]

Hier ist die schematische Darstellung des Operationsverstärkers nach IEEE:

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Und Sie werden sagen: Schön und gut, aber was hat der AO mit einem Analogrechner zu tun? Nun, eine Menge. Mit zwei Widerständen und einem AO haben wir bereits den (analogen) Inverter: Er invertiert das Signal, das durch V+ hereinkommt:

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Vout= - (R2/R1) Vin

Die folgende Schaltung, etwas komplizierter, schafft es, alle elektrischen Signale zu addieren: Sie wäre das Äquivalent des digitalen ODER Logikgatters, aber analog.

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Vout = B*(V1 + V2 + ... + Vn)

Dies sind zwei Beispiele dafür, was man mit AO machen kann. Es gibt auch eine elektrische Signalmultiplikatorschaltung, die dem logischen UND-Gatter in digitalen Computern entspricht, Schaltungen, die Signale subtrahieren, und so weiter. Was ich damit sagen will, ist, dass es möglich ist, einen analogen Computer mit analoger Elektronik zu bauen.

Warum wird diese Technologie dann nicht für den Bau leistungsfähiger Computer verwendet? Denn es ist viel produktiver und wirtschaftlicher, den Computer mit digitalen Schaltungen zu bauen. Der Digitalcomputer kann Operationen schneller ausführen, Interferenzen sind weniger problematisch und digitale Mikrochips benötigen weniger Silizium, das sehr teuer ist. Es ist besser, Elektronik mit AO für andere Aufgaben zu verwenden: Eine davon ist die Analog-Digital-Wandlung.

Ich hoffe, ich kann mit dieser mehr oder weniger technischen Antwort helfen.

Ich hoffe, ich kann mit dieser mehr oder weniger technischen Antwort helfen.

Ich hoffe, ich kann mit dieser mehr oder weniger technischen Antwort helfen.

11/28/2021
Oech Higgons

Es handelt sich um einen Computer, der keine digitale Technologie verwendet oder dessen Logik analog ist und der mit einer Menge von kontinuierlichen Werten umgeht, nicht mit diskreten Werten wie die beiden Werte der digitalen Variante.

Beispiel für einen digitalen Computer ist die Pascaline, die Rechenmaschine von Blas Pascal: Pascaline - Wikipedia, the free encyclopedia

Another example is Charles Babbage's differential machine, created to calculate polynomial functions: Differential machine - Wikipedia, the free encyclopedia

Another example is Charles Babbage's differential machine, created to calculate polynomial functions: Differential machine - Wikipedia, the free encyclopedia

12/18/2021
Roby

Ein Analogrechner ist eine Maschine, die eine mathematische Funktion durch ein physikalisches Phänomen modelliert. Das klassische Beispiel ist die Rechenregel, bei der die relative Bewegung zweier logarithmischer Skalen zur Durchführung einer Multiplikation oder Division verwendet wird. Ein weiteres Beispiel ist das Mechanische Planetarium, das die Bewegung der Planeten mit einem Getriebemechanismus modelliert (ein bemerkenswertes Beispiel ist das berühmte Antikythera-Mechanismus)

Es ist wichtig zu erwähnen, dass es auch elektronische Analogrechner gab, obwohl sie heute nur noch eine historische Kuriosität sind. Siehe die dem Thema gewidmete Wikipedia-Seite: Analogrechner

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12/29/2021
Hendel Bottone

Es handelt sich um eine Maschine, die mit Hilfe von Mechanismen Berechnungen, Datenakkumulationen oder Datenanalysen durchführen kann und ihre Ergebnisse auf analogem Wege wie Bänder, Karten, Uhren oder industriell gefertigten Produkten wie Stoffen liefert.

Im Jahr 1725 entstand dasKonzept des Loom des Franzosen Bouchon Basile. Diese Rollen sammelten Informationen, die dann mechanisch auf das Webmuster übertragen wurden.

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Dann kamen die Tabulatoren auf und dienten z.B. für die Volkszählung in den USA im Jahr 1880, die dann in der Erfindung der Lochkarte eine Größenordnung und Zeitvorgabe fand.

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Die ersten Unternehmen, die Tabelliermaschinen herstellten, waren später der Ursprung von IBM nach dessen Fusion (Siehe die Geschichte von IBM).

Zu dieser Zeit schuf auch Charles Babbage das Konzept des Analysemaschine, die er aufgrund wirtschaftlicher und politischer Zwänge nicht realisieren konnte.

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Zu den Verwendungszwecken von Analogrechnern gehörte neben Volkszählungen auch die Erfassung von Einwandererdaten im New Yorker Zollhaus auf Ellis Island, das zwischen 1892 und 1954 mehr als 12 Millionen Menschen aufnahm.

Es gibt auch den ruchlosen Fall der Nazis und der Verwendung von IBM-Technologie für die Verwaltung von KZ-Daten und die systematische Vernichtung von Juden.

Ein analoger Computer, der berühmt wurde, war der von Alan Turing zum Knacken des Verschlüsselungscodes der Enigma-Maschine entwickelte. Dieser elektromechanische Analogcomputer hieß Bombe.

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Es gibt noch viele weitere Fälle, weitere Formate und Theorien, aber dies fasst eine Reihe von Meilensteinen der analogen Datenverarbeitung ziemlich gut zusammen.

01/08/2022
Lot

Analogrechner waren all jene vor dem heutigen digitalen Zeitalter, bei denen Daten, statt Einsen und Nullen, mit Wellen gebildet wurden, sei es elektrisch, mechanisch oder hydraulisch.

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So waren sie die Vorläufer der heutigen Computer. Ein gutes Beispiel für diese Maschinen sind die zahllosen Beispiele für analoge Computer, die von Leonardo Torres Quevedo entworfen wurden.

Einige dieser Maschinen:

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Das Telekino war ein ferngesteuertes Gerät, das drahtgebundene oder drahtlose telegrafische Anweisungen verwendete.

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Chess war das erste (analoge) Computerspiel zum Schachspielen.

Weitere seiner Erfindungen, die mit dem heutigen Rechnen in Verbindung stehen, wären

  • Maschine zum Lösen algebraischer Gleichungen,
  • Analytische Maschine,
  • Elektromechanisches Arithmometer
  • Bewegungssynthesizer
  • Automatische Ballspieler, usw.)

Allerdings ist Torres Quevedo auch für seine anderen Ingenieurleistungen bekannt, wie z.B. die Standseilbahn, die noch heute an den Niagarafällen in Betrieb ist.

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Ein Treffen der Freaks der Belle Epoque auf der Internationalen Messe in Paris.

01/12/2022
Jermayne Liburd

Ein Analogrechner ist im Allgemeinen eine Maschine, die Berechnungen mit kontinuierlichen Wertdarstellungen dessen, was modelliert werden soll, durchführt, d.h. mittels kontinuierlicher mathematischer Funktionen.

Ein wunderbares mechanisches Beispiel für einen Analogrechner ist Albert Michelsons harmonischer Analysator (derselbe wie das Michelson-Morley-Experiment, mit dem der Ätherwind nachgewiesen werden sollte), der eine allgemeine Funktion in ihre Teilfunktionen einer Fourierreihe zerlegt. Es ist schade, dass es nicht genügend Daten auf Spanisch für diejenigen gibt, die kein Englisch lesen oder verstehen, obwohl man die Texte online übersetzen kann, automatische spanische Übersetzung für die Videos verwenden.

Kurz erwähnt:

https://www.acta.es/medios/articulos/biografias_y_personajes/045055.pdf

Englische Referenz der Rekonstruktion und Analyse:

https://www.asme.org/engineering-topics/articles/technology-and-society/return-of-the-harmonic-analyzer

Im Laufe des zwanzigsten Jahrhunderts wurden neben mechanischen Computern auch elektronische Analogrechner entwickelt, die auf der Grundlage von (Operations-)Verstärkern und Rückkopplungen aufgebaut waren und es ermöglichten, verschiedene Übertragungsfunktionen einschließlich verallgemeinerter Summen und Produkte, Ableitung und Integration sowie die Darstellung kontinuierlicher Werte durch elektrische Spannungen und Ströme zu erhalten. Diese wurden weithin in militärischen, industriellen und akademischen Anwendungen eingesetzt:

Analogrechner - Wikipedia, die freie Enzyklopädie

Dies steht im Gegensatz zu diskreten Rechenmaschinen, egal ob sie mechanisch oder elektronisch sind, wie Pascals und sogar Babbages mechanische Rechenmaschinen, die diskrete Schritte in Zahnrädern oder anderen Teilen verwenden, um Punktzahlen (im Allgemeinen von 0 bis 9) darzustellen, und unsere modernen Digitalcomputer, die alles mit 0 und 1 darstellen, indem sie lange Kombinationen und Codes für unsere Symbole verwenden.

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