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Geschichte des Computers; Analog oder digital?


 die Entstehung der Elektronik" haben wir gesehen, wie die Entwicklung des Radars während des Zweiten Weltkriegs zu einem Verständnis der Impulstechnologie führte. Gleichzeitig wurden die Methoden für die für die ballistischen Trajektorien erforderlichen Berechnungen verfeinert. Aus diesen Anfängen heraus wurde der digitale Computer entwickelt.

Was ist mit "analog" und "digital" gemeint? Einige Beispiele erklären den Unterschied. Ein Analog ist natürlich etwas Analoges, aber Sie wissen vielleicht, dass ein analoger Prozess oder eine analoge Funktion einem anderen äquivalent oder sehr ähnlich ist. Eine Analogie wird häufig verwendet, um einige neue Merkmale in verständlichen Begriffen zu erklären oder das Verständnis zu erleichtern.

Zum Beispiel ein Stromkreis für die Hausverkabelung zum Betreiben einer Lampe. Die Versorgung wird von einem Leistungsschalter gesteuert, wenn er an der Steckdose verfügbar ist, an der die Lampe angeschlossen ist. Dies kann mit Rohrleitungen verglichen werden, bei denen die Wasserversorgung beim Betreten des Hauses durch ein Ventil oder einen Wasserhahn gesteuert wird und die Rohre das Wasser in die Küche leiten, wo die Wasserversorgung durch einen Wasserhahn oder einen Wasserhahn ein- oder ausgeschaltet werden kann und sofort erfolgt verfügbar. Die Durchflussrate des Wassers kann gesteuert werden, was einem Dimmer an der Lampe entspricht.

Die Analogie ist nicht absolut dieselbe, hilft jedoch beim Verständnis der Stromversorgung durch jemanden, der das Sanitärsystem kennt.

Digital bezieht sich in Bezug auf Ziffern oder Zahlen auf die Verwendung von Zahlen, um alle Dinge darzustellen. Beispielsweise verwendet eine Digitaluhr Zahlen, um die Zeit anzuzeigen. Die Ziffern auf dem Zifferblatt der traditionellen Uhr sind auf dem Zifferblatt verteilt, so dass die darauf zeigenden Zeiger dem Lauf der Zeit entsprechen. Zum Beispiel repräsentiert der Minutenzeiger, der gerade nach unten zeigt, auf halbem Weg durch den Kreis der Uhr, den Ablauf einer halben Stunde. Wenn der Stundenzeiger auf die Zahl 3 zeigt, zeigt dies 3 Stunden der 12 für eine vollständige Schaltung an. Als wir lernten, die Zeit zu bestimmen, wussten wir, dass es halb vier war. Die Digitaluhr sagt jedoch 3:30.

Näher an unserem Thema können wir die Entwicklung der Schallplatte betrachten. Die Vinyl-LP war ab den 1950er Jahren das Standardmedium für Musikaufnahmen und -wiedergaben. Parallel dazu wurden auch Tonbandaufnahmen entwickelt. Beide Medien verwenden ein Modulationssystem, bei dem die Amplitude oder Stärke der Modulation proportional oder analog zur Lautstärke des ursprünglichen Live-Gesangs oder -Spiels ist. Diese Musik wurde von einem Mikrofon analog zum Klang in ein variables elektrisches Signal umgewandelt.

Mit der Erfindung der Compact Disc in den 1980er Jahren wurden digitale Techniken eingesetzt, um die Änderungen der Schallpegel darzustellen, indem ein Abtastimpuls verwendet wurde, um die Lautstärke des Schalls zu überwachen. Dieser Abtastimpuls wird mit einer hohen Frequenz verwendet, so dass er nicht hörbar ist, und verfolgt den Fortschritt des Tons. Das Prinzip ist analog zur Filmkamera, bei der eine Folge von Standbildern mit einer Geschwindigkeit von 32 Bildern pro Sekunde angezeigt wird, so dass sie ein bewegtes Bild zu zeigen scheinen. In ähnlicher Weise verwendet ein Fernseher eine Bildrate von 50 oder 60 pro Sekunde (genau genommen 25 0r 30 Interlaced).

Der große Vorteil eines digitalen Aufnahme- und Wiedergabesystems (Verstärker usw. sind auch digital) besteht darin, dass es aufgrund der Art der Hochfrequenzimpulse möglich ist, sie genau zu kopieren, wenn von einem Medium auf ein anderes übertragen wird, beispielsweise ein von CD-Track zur Kompilierung CD. Bei einem analogen System treten bei jeder Übertragung Verluste auf, so dass eine Aufnahme auf eine Kassette, die von einem Vinyl-LP über eine Heimstereoanlage kopiert wurde, eine deutlich schlechtere Qualität aufweist als das Original.

Ein Computer kann auch analog oder digital sein, obwohl der digitale Typ dem analogen weit entwachsen ist. Ein analoger Computer könnte in Forschungsarbeiten verwendet werden, bei denen beispielsweise auf einem sich bewegenden Diagramm die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem Raum aufgezeichnet werden kann, der durch eine Klimaanlage mit neuem Design klimatisiert wird. Das Diagramm kann auch eine Anzeige auf dem Bildschirm sein . In beiden Fällen ist das Diagramm eine analoge Darstellung von Temperatur und Druck.

Frühe elektronische Steuerungen in Flugzeugen wurden von einer Art analogem Computer ausgeführt. Der Betrag, um den sich die Querruder bewegten, war proportional zur Bewegung des Joysticks, jedoch nicht direkt proportional. Es wurde eine Berechnung durchgeführt, die von der Geschwindigkeit und Höhe des Flugzeugs und anderen Faktoren abhing. Die elektronischen "Boxen" umfassten lineare Verstärker und Schaltkreise mit variabler Antwort, die alle von Sensoren der Flugsteuerung usw. gespeist wurden.

Nachfolgende Artikel in dieser Reihe befassen sich nur mit digitalen Computern. Wir schauen uns an, wie sie zusammengesetzt sind und wie sie in einfachen Schritten immer weiter fortgeschrittene Berechnungen durchführen.

https://personal.utdallas.edu/~ivor/cs1315/history.html

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