computer-wetenschap-bewerkt

4.1. ANALOOG VERSUS DIGITAAL 11
• De aritmetische componenten (optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, integreren en differentiëren) zijn elektronische
schakelingen opgebouwd uit onder andere operationele versterkers (op-amps), condensatoren en
weerstanden. De werking van de aritmische of rekenkundig component wordt in grote mate bepaald door
de manier van terugkoppeling (feedback) in het elektronische circuit.
• de programmering bestaat uit het met elkaar verbinden van de diverse onderdelen en het instellen van parameters
door het instellen van potentiometers.
• de uitvoer wordt (vaak als functie van de tijd) met behulp van een X-Y-plotter op papier gezet, met een
spanningsmeter of een oscilloscoop afgelezen of gebruikt voor de sturing/instelling van systemen via servo’s
(bijvoorbeeld kraan verder open of een kanon verder omhoog richten).
4.1 Analoog versus digitaal
Analoge computers zijn vooral geschikt om oplossingen van differentiaalvergelijkingen te benaderen. Zeker tot in de
jaren 60 van de twintigste eeuw was deze methode in gebruik. Het voordeel ten opzichte van de toenmalige digitale
computers was dat de resultaten direct na een initiële stabilisatietijd (settling), beschikbaar waren en het variëren van
parameters slechts het draaien aan een knop vereiste. Bij digitale computers was het in die tijd nog gebruikelijk om
een programma eerst in te ponsen, de ponskaarten bij de balie af te leveren en dan later de uitvoer op te halen. Een
globale indruk krijgen van het gedrag van een systeem was zo een stuk lastiger.
4.2 Opbouw
De belangrijkste onderdelen van een elektronische analoge computer zijn de operationele versterkers ook wel op-amps
genoemd (van het Engelse operational amplifier). Door weerstanden en condensatoren om deze op-amps op te nemen
aan de ingang of in een terugkoppeling, kan men met deze schakelingen de bovengenoemde functies uitvoeren. Een
analoge computer kan men ‘programmeren’ door deze schakelingen met elkaar te verbinden in een gewenst patroon
en de weerstanden en condensatoren in te stellen op de gewenste waarden. De verbindingen worden gemaakt op een
zogenaamd patchpanel. Het herprogrammeren houdt dan in het verwisselen van een patchpanel en het instellen van
de waarden.
Bij mechanische analoge computers zijn de belangrijkste onderdelen tandwielen, stangen, assen, hevels, ronde of
andersgevormde vormen. Indien een analoge computer in verbinding staat met elektrische systemen gaat de overdracht
vaak in de vorm van hoekverdraaingen welke door synchros overgezet worden van mechanisch naar elektrisch
grootheden en visa versa.
Met de opkomst van snelle, persoonlijke digitale computers met grafische interfaces nam toepassing van analoge
computers af; de met de analoge computer mogelijke berekeningen en simulaties zijn op dergelijke systemen in
software veel eenvoudiger te realiseren en te visualiseren. In regelsystemen worden analoge computers echter nog
steeds toegepast.
4.3 Links
• Demonstratie elektronische analoge computer (Duits/Engels)
• Analoge computer museum (Duits/Engels)
• X-15 simulator analoge computer (op 12:00-12:35 en 16:30-17:40) (Engels)
• Theorie over mechanische analoge computers (Engels)
• Deel van een mechanische computer in werking