Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι αναλογικών υπολογιστών;

Οποιοδήποτε μέσο που μπορεί να αντιπροσωπεύει αποτελεσματικά μια συνεχή κατάσταση δεδομένων μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για έναν αναλογικό υπολογιστή.Τα πρώτα παραδείγματα αναλογικών υπολογιστών ήταν μηχανικοί υπολογιστές, οι οποίοι χρησιμοποιούν κινούμενα μέρη και γρανάζια.Οι υδραυλικοί υπολογιστές και οι ηλεκτρικοί υπολογιστές αναπτύχθηκαν αργότερα.Τα τελευταία χρόνια, οι αρχές αναλογικών υπολογιστών έχουν διαμορφωθεί χρησιμοποιώντας οπτικούς υπολογιστές και έχουν διαμορφώσει τη βάση για ορισμένες αναδυόμενες εφαρμογές της κβαντικής πληροφορικής.

Ένας αναλογικός υπολογιστής χρησιμοποιεί κάποιο μέσο για να αντιπροσωπεύει τις καταστάσεις διακριτών μεταβλητών.Σε αντίθεση με τους ψηφιακούς υπολογιστές, οι οποίοι μετατρέπουν τις μεταβλητές σε μια σειρά αριθμών, οι αναλογικοί υπολογιστές λειτουργούν με μεταβλητές άμεσα.Μετατρέπουν και διεξάγουν εργασίες σε μεταβλητές χρησιμοποιώντας μηχανικές, ηλεκτρικές ή άλλες διαδικασίες για να μεταβάλλουν άμεσα την κατάσταση των μέσων που αντιπροσωπεύουν τη μεταβλητή. Οι μηχανικοί αναλογικοί υπολογιστές έχουν ένα αρχαίο ιστορικό.Ο μηχανισμός Antikythera, ένα προϊόν της Πτολεμαϊκής Αιγύπτου, μοντελοποίησε τις κινήσεις των αντικειμένων ορατών στον ουρανό, χρησιμοποιώντας μια περίπλοκη σειρά εργαλείων.Οι Orreries εξυπηρετούσαν μια παρόμοια λειτουργία στην πρώιμη σύγχρονη περίοδο.Πολύ πιο προηγμένοι μηχανικοί αναλογικοί υπολογιστές χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια του πρώτου και του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου για να κωδικοποιήσουν και να αποκωδικοποιήσουν δεδομένα καθώς και να βοηθήσουν στην στόχευση μεγάλων τεμαχίων πυροβολικού.Ίσως τα πρώτα παραδείγματα είναι τα ρολόγια νερού που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα.Αυτά χρησιμοποίησαν τη σταθερή ροή και την πίεση του νερού για να μετρήσουν με ακρίβεια το πέρασμα του χρόνου.Περισσότεροι σύγχρονοι υδραυλικοί αναλογικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν τη ροή διαφόρων υγρών μέσω κλειστών συστημάτων για να μοντελοποιήσουν δεδομένα.

Οι ηλεκτρικοί αναλογικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν μία από τις διάφορες ιδιότητες της ηλεκτρικής ενέργειας για να αντιπροσωπεύουν και να χειρίζονται δεδομένα.Οι πιο συνηθισμένες ποικιλίες έχουν ιστορικά χρησιμοποιημένη τάση για το σκοπό αυτό.Αυτός ο αναλογικός υπολογιστής είναι αρκετά ισχυρός και θα μπορούσε να ξεπεράσει τους πρώιμους ψηφιακούς υπολογιστές κατά την εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών, αλλά ήταν λιγότερο ευέλικτη, καθώς κάθε νέο πρόγραμμα απαιτούσε συνήθως τη φυσική τροποποίηση της καλωδίωσης και του κυκλώματος.Αυτοί οι υπολογιστές κωδικοποιούν πληροφορίες στις διάφορες ιδιότητες των δεδομένων φωτός και επεξεργασίας ενεργώντας απευθείας σε αυτές τις πληροφορίες.Αυτός ο τύπος υπολογιστών μπορεί να εκτελέσει ορισμένες εργασίες, κυρίως ανάλυση εικόνας, με μεγάλη απόδοση.

Η πολυεθνική φύση του αναλογικού υπολογισμού χρησιμοποιείται επίσης στην ανάπτυξη της πρώτης γενιάς κβαντικών υπολογιστών.Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να δομηθούν για να επωφεληθούν από τη φυσική ομοιότητα μεταξύ ορισμένων τύπων φυσικών δομών και της υποκείμενης μαθηματικής δομής ορισμένων προβλημάτων που αντιμετωπίζουν η κβαντική μηχανική.Καθώς ο κβαντικός υπολογισμός αναδύεται από τη νηπιακή του ηλικία, αυτός ο τύπος υπολογιστή είναι ικανός να γίνει πιο συνηθισμένος και σημαντικός.