
【計】 mechanical analog computer
機械式模拟計算機(Mechanical Analog Calculator) 指一類通過物理機械結構(如齒輪、杠杆、滑尺)的連續運動來模拟數學關系或物理過程,并進行近似計算的裝置。其核心特征在于利用物理量(如長度、角度、旋轉位移)的連續變化直接代表被運算的數值變量,屬于模拟計算(Analog Computing)範疇,與離散數字計算的電子計算機有本質區别。
機械式(Mechanical)
指設備完全依賴精密加工的金屬或木質部件(齒輪、凸輪、軸、滑軌等)的物理相互作用實現功能,無需電力驅動。典型代表包括計算尺(Slide Rule)、差分機(Difference Engine)、積分儀(Planimeter)及早期模拟解算裝置。
模拟(Analog)
計算過程基于連續物理量的映射關系。例如:
計算機(Calculator)
專注于特定數學運算(如四則運算、函數求值、積分/微分),其輸出為連續量或刻度讀數,精度受限于機械加工誤差與操作者判讀能力。
因機械磨損導緻精度衰減(通常僅3-4位有效數字),且無法存儲程式或處理離散邏輯。20世紀70年代後,被數字電子計算機及計算機全面取代,但其物理直觀性仍在教育領域保留價值(如示教用模拟積分器)。
參考來源說明:
本文定義綜合機械工程史與計算技術史權威論述,因涉及曆史設備,部分經典案例參考博物館及科技史檔案(如倫敦科學博物館對差分機的記錄、史密森學會計算尺收藏)。限于搜索結果未提供實時可驗證鍊接,建議通過學術數據庫(IEEE Xplore, JSTOR)檢索關鍵詞 "Mechanical Analog Computing History" 獲取文獻。
“機械式模拟計算機”是指通過機械部件(如齒輪、杠杆、滑尺等)的物理運動來模拟數學運算的計算工具。它與電子數字計算機的核心區别在于:前者依賴機械結構的連續運動處理模拟信號(如長度、角度等物理量),而後者基于電子元件處理離散數字信號。
定義與分類
機械式模拟計算機屬于早期計算工具,典型代表包括計算尺和部分手搖計算機。這類設備通過機械聯動實現運算,例如利用滑動刻度進行乘除或函數計算。
核心原理
局限性
20世紀60年代前,機械式設備是主流計算工具,後因電子技術的可靠性及高效性被取代。不過其設計理念(如模拟物理量的連續變化)仍影響現代工程計算領域。
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