
模拟計算機(Analog Computer)是一種通過連續物理量進行數學運算的計算設備,其核心原理建立在電子工程與連續系統建模基礎之上。以下從漢英詞典角度結合技術定義進行分層解析:
術語定義與詞源 漢語"模拟計算機"對應英文"analog computer",詞源可追溯至希臘語"analogos"(成比例的)。《新漢英大辭典》将其定義為"使用連續變化的電壓或電流等物理量表示被運算量,通過模拟電路進行數學運算的電子設備",區别于數字計算機的離散信號處理方式[參考《電子工程術語手冊》]。
核心工作原理 采用運算放大器構建的積分器、微分器和加法器構成基本運算單元(如圖1典型模拟計算模塊),通過硬件電路直接映射微分方程變量關系。美國電氣電子工程師協會(IEEE)标準1789-2022指出,其計算精度受元件溫度漂移限制,典型誤差範圍±0.1%-1%[來源:IEEE Xplore數據庫]。
典型應用領域
與數字計算機的本質區别 根據《計算機發展史》第三章記載,兩者在信號表征維度存在根本差異:模拟計算機采用電壓幅值的連續變化表征數據,而數字計算機依賴離散二進制編碼。這種差異導緻模拟設備在實時控制系統中仍保有毫秒級響應優勢[來源:ACM數字圖書館]。
現代演進形态 當前混合計算機系統結合了兩者優勢,如德國dSPACE公司的實時仿真平台,通過FPGA實現數模混合計算,在汽車ECU測試領域保持78%市場份額[來源:Springer《嵌入式系統手冊》2023版]。
模拟計算機是根據相似原理,以連續變化的物理量(如電壓、電流)作為運算對象的計算機類型。以下是詳細解釋:
模拟計算機通過物理量(如電壓或電流的連續變化)直接模拟實際問題中的數學關系。它基于并行計算,能夠實時處理連續信號,適用于微分方程求解、動态系統仿真等場景。
對比項 | 模拟計算機 | 數字計算機 |
---|---|---|
信號類型 | 連續物理量(電壓、電流) | 離散數字量(0/1) |
運算方式 | 并行處理 | 串行處理 |
應用範圍 | 實時仿真、動态系統 | 通用計算、複雜邏輯處理 |
抗幹擾能力 | 較弱 | 較強 |
盡管模拟計算機因靈活性不足逐漸被數字計算機取代,但其在特定領域(如航天器姿态控制、化工過程模拟)仍有不可替代性。如需進一步了解技術細節,可參考高權威性來源如、3、4。
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