Koje su različite vrste analognih računala?

Bilo koji medij koji može učinkovito predstavljati kontinuirano stanje podataka može poslužiti kao osnova za analogno računalo. Najraniji primjeri analognih računala bila su mehanička računala, koja koriste pokretne dijelove i zupčanike. Kasnije su se razvila hidraulična i električna računala. Posljednjih godina, principi analognog računanja modelirani su pomoću optičkih računala i stvorili su osnovu za neke nove implementacije kvantnog računanja.

Analogno računalo koristi neki medij za predstavljanje stanja diskretnih varijabli. Za razliku od digitalnih računala, koja pretvaraju varijable u niz brojeva, analogna računala rade s varijablama izravno. Oni transformiraju i provode operacije na varijablama koristeći mehaničke, električne ili druge procese kako bi izravno promijenili stanje medija koji predstavlja varijablu.

Mehanička analogna računala imaju drevnu povijest. Antikiterski mehanizam, proizvod ptolemejskog Egipta, modelirao je kretanje objekata vidljivih na nebu, koristeći kompliciranu seriju zupčanika. Orrerije su imale sličnu funkciju u ranom modernom razdoblju. Mnogo naprednija mehanička analogna računala korištena su tijekom Prvog i Drugog svjetskog rata za kodiranje i dekodiranje podataka, kao i za pomoć pri gađanju velikih topničkih komada.

Hidraulična računala modeliraju podatke koristeći protok tekućine, a ne kretanje mehaničkih dijelova. Možda su najraniji primjeri vodeni satovi korišteni tijekom srednjeg vijeka. Oni su koristili stalan protok i pritisak vode za precizno mjerenje protoka vremena. Modernija hidraulička analogna računala koriste protok različitih tekućina kroz zatvorene sustave za modeliranje podataka.

Električna analogna računala koriste jedno od nekoliko svojstava električne energije za predstavljanje i manipulaciju podacima. Najčešći varijeteti su povijesno koristili napon u tu svrhu. Ova vrsta analognog računala je prilično moćna i mogla je nadmašiti rana digitalna računala kada je obavljala određene funkcije, ali je bila manje svestrana, jer je svaki novi program obično zahtijevao fizičku modifikaciju ožičenja i sklopova.

Analogno računalstvo se također može izvesti pomoću optičkih računala. Ova računala kodiraju informacije u različitim svojstvima svjetlosti i obrađuju podatke djelujući izravno na te informacije. Ova vrsta računalstva može obavljati određene zadatke, ponajprije analizu slike, s velikom učinkovitošću.

Priroda analognog računalstva s više stanja također se koristi u razvoju prve generacije kvantnih računala. Kvantna računala mogu se strukturirati kako bi se iskoristila prirodna sličnost između određenih vrsta fizikalnih struktura i temeljne matematičke strukture nekih problema kojima se kvantna mehanika bavi. Kako kvantno računalstvo izlazi iz začeća, ova vrsta računala će postati češća i važnija.