Computadora Analogica

Computadora analógica

Computador analógico.

Una computadora analógica u ordenador real es un tipo de computadora que utiliza dispositivos electrónicos o mecánicos para modelar el problema que resuelven utilizando un tipo de cantidad física para representar otra cifra.

Para el modelado se utiliza la analogía existente en términos matemáticos de algunas situaciones en diferentes campos. Por ejemplo, la que existe entre los movimientos oscilatorios en mecánica y el análisis de corrientes alternas en electricidad. Estos dos problemas se resuelven por ecuaciones diferenciales y pueden asemejarse términos entre uno y otro problema para obtener una solución satisfactoria.

Usado en contraposición a las computadoras digitales, en los cuales los fenómenos físicos o mecánicos son utilizados para construir una máquina de estado finito que es usada después para modelar el problema a resolver. Hay un grupo intermedio, los computadores híbridos, en los que un computador digital es utilizado para controlar y organizar entradas y salidas hacia y desde dispositivos analógicos anexos; por ejemplo, los dispositivos analógicos podrían ser utilizados para generar valores iniciales para iteraciones. Así, un ábaco sería un computador digital, y una regla de cálculo un computador analógico.

Los computadores analógicos ideales operan con números reales y son diferenciales, mientras que los computadores digitales se limitan a números computables y son algebraicos. Esto significa que los computadores analógicos tienen una tasa de dimensión de la información (ver teoría de la información), o potencial de dominio informático más grande que los computadores digitales (ver teorema de incompletitud de Gödel). Esto, en teoría, permite a los computadores analógicos resolver problemas que son indescifrables con computadores digitales.

Los teóricos de la informática suelen usar el término ordenador real (llamado así porque opera dentro del conjunto de números reales), para evitar los malentendidos populares sobre los computadores analógicos.

Algunos ejemplos de computadores analógicos son:

Predictores de marea

Integrador de agua

Computador de datos del objetivo para submarinos

Modelo Hidráulico de la economía del Reino Unido

El mecanismo de Antiquitera

La regla de cálculo

Índice [ocultar]

1 Cronología de los computadores analógicos

2 Computadores analógicos electrónicos

3 Computadores híbridos analógicos-digitales

4 Mecanismos

5 Componentes

6 Limitaciones

7 Investigación actual

8 Ejemplos prácticos

9 Computadores reales

10 Véase también

11 Referencias

12 Enlaces externos

Cronología de los computadores analógicos[editar]

Se cree que el mecanismo de Anticitera es el primer computador analógico mecánico conocido.1 Fue diseñado para calcular posiciones astronómicas. Descubierto en 1901 en la ruina de Anticitera de la isla griega de Anticitera, entre Citera y Creta, y se ha fechado cerca del año 100 A.C. Dispositivos de un nivel de complejidad comparable al del mecanismo de Anticitera no reaparecerían hasta mil años más tarde.

El astrolabio fue inventado en el mundo helenístico en el primer o segundo siglo antes de la Era Común, y a menudo es atribuido a Hiparco de Nicea. Como una combinación del planisferio y de la dioptra, el astrolabio fue efectivamente un computador análogico capaz de resolver diferentes tipos de problemas en astronomía esférica.

Posteriormente, astrónomos musulmanes produjeron muchos tipos diferentes de astrolabios y los usaron para más de mil problemas diversos relacionados con la astronomía, astrología, horóscopos, la navegación, agrimensura, medición del tiempo, la alquibla (dirección de La Meca), Salat (rezo), etc.2

Al-Biruni inventó el primer astrolabio mecánico de engranajes para el calendario lunisolar,3 una temprana máquina de alambre-fijo??? de procesamiento de conocimiento4 con un tren de engranaje y ruedas dentadas,5 alrededor del 1000 AD.

El planisferio fue un astrolabio de carta de estrellas también inventado por Al-Biruni en el siglo XI temprano.6 7

El Equatorium fue un instrumento calculador astrométrico inventado por Azarquiel en la España islámica alrededor de 1015.

El "reloj del castillo", un reloj astronómico inventado por Al Jazarí en 1206,8 es considerado ser el primer computador analógico programable.9 Exhibía el zodiaco, las órbitas solares y lunares, un indicador con forma de luna creciente viajando a través de una entrada que hacía que puertas automáticas abrieran cada hora,10 11 y cinco músicos robóticos que tocaban música cuando eran golpeados por las palancas operadas por un árbol de levas atado a una rueda de agua. La longitud del día y la noche podían ser reprogramadas cada día para llevar la cuenta de las longitudes cambiantes del día y la noche a través del año.9

En 1235, fue inventado por Abi Bakr de Isfahán, un astrolabio que incorporaba un computador mecánico de calendario y ruedas dentadas.12

La regla de cálculo es un computador analógico manual para hacer la multiplicación y la división, inventada alrededor 1620-1630, poco después de la publicación del concepto del logaritmo.

El differential analyser (analizador diferencial), un computador analógico mecánico diseñado para solucionar ecuaciones diferenciales por integración, usando mecanismos de ruedas y discos para realizar la integración. Inventado en 1876 por James Thomson, primero fueron construidos en los años 1920 y los años 1930.

Por 1912, Arthur Pollen había desarrollado un computador analógico mecánico dirigido eléctricamente para el sistema del control de disparo, basado en el differential analyser. Fue usado por la Marina Imperial Rusa de la Primera Guerra Mundial.

En la era de la Segunda Guerra Mundial loa apuntadores de armas y visores de bombas usaron computadores analógicos mecánicos.

La calculadora de Curta era un dispositivo accionado por una pequeña manivela cilíndrica que podría hacer multiplicaciones, divisiones, y un número de otras operaciones.

La MONIAC Computer fue un modelo hidráulico de una economía nacional, revelado por primera vez en 1949.

El Computer Engineering Associates fue una vuelta?? de Caltech en 1950 para proporcionar servicios comerciales usando el "Direct Analogy Electric Analog Computer" (Computador Analógico Eléctrico de Analogía Directa) ("la facilidad de analizador de propósito general más grande e impresionante para la solución de problemas de campo") desarrollado allí por Gilbert D. McCann, Charles H. Wilts, y Bart Locanthi.13 14

El Heathkit EC-1, un computador analógico educativo hecho por la Heath Company, Estados Unidos, alrededor de 1960.

El computador analógico de Comdyna GP-6 introducido en 1968 y producido por 36 años.

Computadores analógicos electrónicos[editar]

El AKAT-1, un computador analógico polaco.

La semejanza entre los componentes mecánicos lineales, tales como resortes y amortiguadores hidráulicos. Sin embargo, la diferencia entre estos sistemas es lo que hace útil a la computación analógica. Si uno considera un simple sistema masa-resorte, construir el sistema físico requeriría la compra de los resortes y de las masas. Esto sería procedido a sujetarlos el uno al otro y un anclaje apropiado, recaudar equipo de prueba con la apropiada gama de entrada, y finalmente, tomar medidas (algo que es difícil).

El equivalente eléctrico puede ser construido con algunos amplificadores operacionales (Op amps) y algunos componentes lineales pasivos; todas las medidas pueden tomarse directamente con un osciloscopio. En el circuito, la "masa (simulada) del resorte" puede ser cambiada ajustando un potenciómetro. El sistema eléctrico es una analogía del sistema físico, por eso el nombre, pero es menos costoso de construir, más seguro, y más fácil de modificar. También, un circuito electrónico puede operar típicamente en frecuencias más altas que el sistema que es simulado. Esto permite que la simulación funcione más rápidamente que en tiempo real, para resultados más rápidos.

La desventaja de la analogía mecánico-eléctrica es que la electrónica es limitada por el rango sobre el cual las variables pueden variar. Esto es llamado rango dinámico. También son limitados por los niveles de ruido.

Estos circuitos eléctricos también pueden realizar fácilmente otras simulaciones. Por ejemplo, el voltaje puede simular la presión de agua y los amperios pueden simular la corriente del agua en términos de metros cúbicos por segundo.

Un sistema digital usa niveles de voltaje eléctrico discretos para representar códigos para los símbolos. La manipulación de estos símbolos es el método de operación del computador digital. El computador analógico electrónico manipula las cantidades físicas de formas de onda, (voltaje o corriente). La precisión de la lectura de la computadora análoga está limitada principalmente por la precisión del equipo de lectura usado, generalmente

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