Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
V informatike sa „Analóg“ týka systému alebo reprezentácie, ktorá používa kontinuálne fyzické množstvá reprezentovať údaje alebo vykonávať výpočty. Tieto množstvá sa môžu hladko a nepretržite líšiť v rozmedzí hodnôt.
Príklady analógových množstiev zahŕňajú:
* napätie: Rozdiel elektrického potenciálu v obvode.
* prúd: Tok elektrického náboja.
* frekvencia: Počet cyklov za sekundu signálu.
* Teplota: Stupeň horúcej alebo chladu.
* tlak: Sila sa na jednotkovú plochu.
* Intenzita svetla: Množstvo svetla energie na jednotku.
Charakteristiky analógových systémov:
* Kontinuálne znázornenie: Dáta sú reprezentované skôr kontinuálnym rozsahom hodnôt, a nie diskrétnymi krokmi.
* náchylnosť na hluk: Analógové signály sú ľahko ovplyvnené hlukom, ktoré môžu skresliť informácie, ktoré prenášajú.
* zložitosť: Analógové obvody sa môžu stať zložitými a ťažko navrhovateľné pre zložité výpočty.
* menej presné: Obmedzená presnosť v porovnaní s digitálnymi systémami v dôsledku inherentných obmedzení pri meraní a manipulácii s nepretržitými množstvami.
Moderné výpočtové technológie sú prevažne digitálne . Digitálne systémy používajú diskrétne hodnoty (zvyčajne reprezentované bitami - 0 alebo 1) na reprezentáciu údajov a vykonávanie operácií. Analógové koncepty však stále zohrávajú úlohu:
1. rozhranie do skutočného sveta: Fyzický svet je vo svojej podstate analógový. Moderné počítače často interagujú s analógovými signálmi prostredníctvom analógov-digitálne prevodníky (ADCS) a digitálne a analógové prevodníky (DACS) .
* ADCS: Konvertujte kontinuálne analógové signály (napr. Zo senzorov, ako sú mikrofóny, teplotné sondy alebo senzory svetla) na diskrétne digitálne údaje, ktoré môže počítač spracovať.
* dacs: Konvertujte digitálne údaje z počítača na analógové signály, ktoré dokážu ovládať fyzické zariadenia (napr. Reproduktory, motory, displeje).
Bez týchto konvertorov by počítače boli slepé a hluché voči analógovému svetu okolo nich.
2. Podkladová fyzika digitálnych obvodov: Zatiaľ čo digitálne obvody pracujú s diskrétnymi úrovňami napätia (predstavujúce 0 a 1), základná fyzika tranzistorov a iných elektronických komponentov je stále analógová v prírode. Tok elektrónov v tranzistor je nepretržitý proces. Cieľom dizajnu digitálnych obvodov je však riadiť a obmedziť tieto analógové účinky s cieľom vytvoriť spoľahlivé a predvídateľné digitálne správanie.
3. Dizajn zmiešaného signálu: Mnoho moderných integrovaných obvodov kombinuje analógové aj digitálne komponenty na rovnakom čipe. Toto je bežné v aplikáciách ako:
* Audio spracovanie: Kombinácia analógových zosilňovačov a filtrov s technikami digitálneho spracovania signálu.
* komunikácia: Integrácia obvodov analógového rádio-frekvencie (RF) s spracovaním digitálneho základného pásma.
* Správa energie: Použitie analógových riadiacich obvodov na reguláciu napätia a prúdu v digitálnych zariadeniach.
4. Neuromorfické výpočty: Toto vznikajúce pole čerpá inšpiráciu z analógovej a masívne paralelnej architektúry mozgu. Jeho cieľom je vytvárať počítačové systémy, ktoré dokážu vykonávať zložité úlohy, napríklad rozpoznávanie vzorov, s oveľa nižšou spotrebou energie ako tradičné digitálne počítače. Neuromorfné čipy často používajú analógové obvody na napodobňovanie správania neurónov a synapsií.
5. kvantové výpočty: Aj keď to nie je striktne „analógové“ v tradičnom slova zmysle, kvantové výpočty často využívajú na výpočty nepretržité fyzikálne javy (ako je superpozícia a zapletenie). Manipuláciu s týmito kvantovými stavmi možno považovať za využitie analógových vlastností pre výpočet.
Prečo dominujú digitálne systémy:
Napriek pokračujúcemu významu analógových konceptov sa digitálne systémy stali dominantnou paradigmou na výpočet kvôli niekoľkým výhodám:
* Presnosť a spoľahlivosť: Digitálne systémy sú menej náchylné na hluk a môžu si udržiavať vysokú presnosť po dlhú dobu.
* Programovateľnosť a flexibilita: Digitálne systémy je možné ľahko naprogramovať a rekonfigurovať na vykonávanie rôznych úloh.
* škálovateľnosť: Digitálne obvody sa môžu relatívne ľahko upraviť na menšie veľkosti a relatívne integrované do komplexných systémov.
* nákladová efektívnosť: Digitálne výrobné procesy sú vysoko optimalizované, čo vedie k nižším výrobným nákladom.
v súhrne:
Zatiaľ čo moderné počítače fungujú predovšetkým na digitálnych princípoch, analógové koncepty zostávajú dôležité pre prepojenie so skutočným svetom, porozumenie základnej fyziky obvodov a rozvoj špecializovaných výpočtových architektúr. Analógové a digitálne technológie sa často navzájom koexistujú a dopĺňajú v širokej škále aplikácií. Vzťah medzi nimi nie je výmenou, ale spoluprácou, ktorý využíva silné stránky každého prístupu na vytvorenie výkonných a všestranných výpočtových systémov.