Vad är den faktiska skillnaden mellan analog och digital databehandling?


Svar 1:

Digital: Jag representerar alla siffror som deras närmaste värde i en vägd summa av krafter på två; analog: Jag representerar siffror som ett motståndsvärde eller som en spänning över eller som en ström genom ett motstånd. Precisionen som jag känner till motståndet, spänningen eller strömmen är i allmänhet begränsad till en procent av en procent. PPM-noggrannhet på analoga parametrar är mycket dyr.

Beräkning är en sekvens av operationer på antal och parpar. Digital beräkning byggs upp från elementära operationer på bitar, som är variabler som bara kan ha två möjliga värden. Många digitala beräkningar kan realiseras antingen seriellt, adressera ett bitpar i taget eller parallellt och adressera många par bitar samtidigt. Så det finns många tillvägagångssätt eller algoritmer för att implementera varje aritmetisk operation såsom tillägg, multiplikation eller sortering. Analog beräkning förlitar sig på tillämpningen av Kirchoffs spänningslag, Kirchoffs nuvarande lag och superpositionregeln för att implementera tillägg, subtraktion, multiplikation och uppdelning samt förmågan hos operativa förstärkare att förbättra noggrannheten hos passiva RC-nätverk i integration och differentiering. Nätverk med op amp-kretsar kan kopplas samman för att lösa differentiella ekvationer.

[Jag kan redigera mer i detalj här]

Generellt sett är digital beräkning mer komplex, mer exakt och skalbar medan analoga beräkningar har ett begränsat intervall av precision men kan ställas in ganska snabbt, från lätt tillgängliga komponenter, för att lösa vissa inte alltför komplicerade problem, tid. Digital beräkning kräver generellt sampling och konvertering av analoga värden från "den verkliga världen". Data kan lagras, arkiveras, delas och kurateras. Analoga datorer kan arbeta direkt med de analoga utgångarna och ingångarna från sensorer, ställdon och givare. Analog kanske är enklare / billigare för vissa enkla problem


Svar 2:

Analog hänvisar till en signal (medium är irrelevant, kan vara spänning, ström, optisk effekt etc.) som har ett kontinuerligt intervall av värden inom dess domän. Till exempel kan ett batteri ha en spänning på 1V till 1,7V och allt däremellan, till exempel 1,5285368V.

Digital refererar till en signal som diskretiseras över ett intervall. Till exempel tillåter TTL två värden: 0–0,8V kategoriseras som lågt och 2–5V kategoriseras som högt. Tekniskt är det inte möjligt att tolka någonting i 0,8V till 2V. På samma sätt, när du räknar till 8 på dina fingrar, representerar du signalen 8 med diskreta "fingerenheter". Nu kan du inte räkna till 8,5 på dina fingrar (förutsatt att inga halv / tredje finger eller matematiska trick).

Ett enkelt exempel illustrerar skillnaden. Ta två trådstycken och lägg dem en efter den andra. Längden är analog, så du använder analog beräkning för att hitta den totala längden.

Mät sedan varje sträng till närmaste cm (alla rimliga enheter är bra). Lägg sedan till de två siffrorna på fingrarna. Längden har diskretiserats till närmaste cm, så du använder digital beräkning.

De två siffrorna borde inte vara desamma, såvida du inte är en mycket exakt strängskärare.


Svar 3:

Analog beräkning har inget minne. Det är strikt i realtid. Analoga spänningar övervakas. Beräkningar kan utföras med hjälp av operativa förstärkare. Utgångarna är analoga, kanske buffrade till höga spänningar och strömmar. Spänningsregulatorer kan vara ett enkelt exempel på analog databehandling. Tidiga militära system (kanske koreanska krigstiden?) För vapenkontroll var analoga datorer med vakuumrör. Kanske tidigt Vietnamkrig hade transistorer i analog datoranvändning. Kanske op ampere i slutet av 60-talet till början av 70-talet.

Idag konverteras den analoga till digital, all bearbetning görs på digital och konverteras sedan tillbaka till analog för drift.