模擬計算機

模擬計算機（Analog computer），是計算機的一種形式，它使用電子的，機械的或液壓的量等物理現象的不斷變化的方面來模擬所要解決的問題。相反，數字計算機象徵性地表示不同數量，因為它們的數值發生了變化。由於模擬計算機不使用離散值，而是使用連續值^[1]，所以過程不能像精確等同那樣可靠地重複進行，就像它們可以使用圖靈機一樣。與數字信號處理不同，模擬計算機不受量化噪聲的影響，但受模擬噪聲的限制。

模擬計算機廣泛用於當時數字計算機缺乏足夠性能的科學和工業應用中。模擬計算機可能具有非常廣泛的複雜性。計算尺和諾謨圖是最簡單的，而海軍槍炮控制計算機和大型混合數字/模擬計算機是最複雜的。過程控制和保護繼電器系統使用模擬計算來執行控制和保護功能。

歷史

數字計算的出現使得簡單的模擬計算機早在1950年代和1960年代就已經過時了，儘管模擬計算機仍然在某些特定應用中使用，例如飛機上線傳飛控系統的飛行計算機以及大學教學控制系統。更複雜的應用，如合成孔徑雷達^[2]，在1980年代仍然是模擬計算的領域，因為數字計算機不足以完成任務。

電子模擬計算機

線性機械部件（如彈簧和緩衝器（粘滯流體阻尼器））和電氣部件（如電容器，電感器和電阻器）之間的相似性在數學上引人注目。它們可以使用相同形式的方程來建模。

但是，這些系統之間的區別在於模擬計算的有用性。如果考慮一個簡單的質量彈簧系統，構建物理系統需要製造或修改彈簧和質量。隨後將它們連接在一起並安裝適當的錨，收集具有適當輸入範圍的測試設備，最後進行測量。在更複雜的情況下，如賽車懸架，實驗性建造，改裝和測試既複雜又昂貴。

電氣等效物可以由一些運算放大器（op amps）和一些無源線性元件構成；所有的測量都可以直接用示波器進行。在電路中，例如，（模擬）彈簧的'剛度'可以通過調整電容器的參數來改變。電氣系統類似於物理系統，因此稱為名稱，但其構造更便宜，通常更安全，並且通常更容易修改。

而且，電子電路通常可以在比正在模擬的系統更高的頻率下工作。這使得模擬運行速度比實時更快（在某些情況下，可能需要數小時，數周或更長時間）。電子模擬計算機的經驗豐富的用戶表示，他們相對於數字模擬提供了對問題的相當親密的控制和理解。

機械-電子類比的缺點是電子器件受變量變化範圍的限制。這就是所謂的動態範圍。它們也受到噪音水平的限制。點數字計算具有相對較大的動態範圍。

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