
又稱“模拟式電子計算機”,簡稱“模拟計算機”。以連續變化的電流或電壓來表示被運算量的電子計算機。因根據相似原理解答各種問題,并包含模拟概念,故名。
電子模拟計算機是一種利用連續變化的物理量(如電壓、電流)來模拟并求解數學問題的專用計算設備。其核心特征是通過電子元件的物理特性直接構建數學模型,尤其擅長處理微分方程等連續系統問題。以下從漢語詞典釋義角度展開詳細說明:
指設備采用電子電路(如運算放大器、電阻電容等)作為核心組件,通過電流、電壓等電信號傳遞信息。
源于拉丁語"analogus",意為"連續的、成比例的"。此處指用連續變化的物理量直接模拟數學變量,例如用電壓值大小代表數值大小。
廣義指執行數學計算的裝置。結合前兩者,特指通過電子模拟方式實現計算的機器。
與數字計算機的離散二進制運算不同,模拟計算機直接處理連續信號。例如:輸入電壓 $V{in}$ 經積分電路可輸出 $V{out} = -frac{1}{RC}int V_{in}dt$,直接實現積分運算。
包含積分器、加法器、乘法器等标準模塊,通過接線連接構建方程求解電路。例如:用運算放大器搭建反相求和電路實現 $V_o = -(k_1V_1 + k_2V_2)$。
如航天器軌道計算、化學反應過程模拟,通過電路參數映射物理系統參數。
工業過程控制中快速響應連續信號變化,如20世紀中期用于化工廠溫度調節系統。
特征 | 電子模拟計算機 | 數字計算機 |
---|---|---|
信號類型 | 連續物理量 | 離散二進制數字 |
運算精度 | 受電路誤差限制(約0.1%) | 可達到雙精度浮點(10⁻¹⁶) |
速度優勢 | 實時并行處理微分方程 | 依賴算法疊代速度 |
權威文獻參考:
- 《計算機科學技術百科全書》(第2版),清華大學出版社,2005年.
- 《自動化技術名詞》,科學出版社,2018年.
- 《電子模拟計算技術》,國防工業出版社,1983年.
電子模拟計算機是一種通過連續變化的物理量(如電流或電壓)進行運算的早期計算機類型,其核心原理基于物理系統的相似性模拟。以下是詳細解釋:
定義與别稱
電子模拟計算機又稱“模拟式電子計算機”或簡稱“模拟計算機”。它通過電路中的連續電信號(如電壓、電流)模拟現實世界的物理量變化,例如機械運動或熱傳導過程。
工作原理
基于相似原理,即利用數學方程與物理現象之間的對應關系,通過模拟電路直接構建與問題相似的物理模型進行求解。例如,電路中電流的積分特性可對應微分方程的積分運算。
組成結構
特點
與數字計算機的區别
|維度 |模拟計算機 |數字計算機 |
|----------------|------------------------------|------------------------------|
| 信號類型 | 連續電信號 | 離散數字信號 |
| 運算方式 | 并行模拟電路 | 串行邏輯門電路 |
| 典型應用 | 微分方程求解、實時系統仿真 | 通用計算、數據處理 |
| 發展現狀 | 逐漸被混合計算機技術取代 | 現代計算主流 |
曆史地位:第一台電子模拟計算機誕生于1946年,在數字計算機成熟前廣泛應用于航空航天、核能等領域的過程控制。當前主要作為專用設備存在于部分科研場景。
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