アナログ計算機

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アナログ計算機

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/01/24 14:43 UTC 版)

「非在来型計算機」の記事における「アナログ計算機」の解説

詳細は「アナログ計算機」を参照 各種物理量により実数値を表現して、それらの物理量を別の物理量に写像するように物理現象を組み合わせて演算を実現して、問題を解くために使用される計算機。

アナログ計算機

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/05/06 23:15 UTC 版)

「計算機」の記事における「アナログ計算機」の解説

詳細は「アナログ計算機」を参照 「長さ」「力」「電圧」などといった、連続的な物理量を、実数値であらわすものとして、アナログ量のまま利用する計算機がアナログ計算機である。

アナログ計算機

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/01 10:11 UTC 版)

「計算機の歴史」の記事における「アナログ計算機」の解説

詳細は「アナログ計算機」および「アナログコンピュータ」を参照 ディジタルな機械式計算機も存在はしていたが、第二次世界大戦以前、アナログ計算機が「最先端」であった。未来の計算機の発展はこの方向であると考える者も多かった。アナログ計算機は、歯車の位置や動き、あるいは電子部品における電圧や電流といった小規模の物理現象の数学的特性が、例えば弾道運動、慣性運動、共鳴現象、エネルギー伝達といった物理現象の数学的特性と極めてよく似ていることを利用する。つまり、アナログ量として電圧や電流といった電気的な量を使い、物理現象をモデル化する。 アナログ系は他の系の電気的相似物として形成されるもので、その電気的相似物を観測することで対象の系の振る舞いを予測する。特に積分方程式や微分方程式を表すのが得意であり、そういった方程式を解くのに使える。例えば、1928年に作られた water integrator はアナログ量として水を使っている。電気を使った例としては、1941年の Mallock machine がある。プラニメータは地図上の距離をアナログ量として積分を行う（面積を求める）機器である。現代のコンピュータがアルゴリズムとして定式化可能であればどんな情報処理にも対応できるのとは異なり、アナログ計算機には柔軟性がなく、解こうとする問題ごとに配線やスイッチなどで設定を切り替える必要などもあった。一方で、アナログ計算機は複雑な問題について相似物を構成してそのまま解くことができ、当時のディジタルな計算機の能力では及ばない問題にも対応することができた。 最も多く量産され使われたアナログ計算機に類する機器としては、ノルデン爆撃照準器や軍艦に搭載された Arthur Pollen のアルゴシステムのような射撃管制装置といった軍事用途があった。第二次世界大戦後も使われ続けたものもある。Mark I Fire Control Computer はアメリカ海軍が駆逐艦や戦艦に配備し1969年まで使っていた。他にもヒースキットの EC-1、水を使って経済をモデル化した MONIAC Computer といったアナログ計算機があった。 機械式アナログ計算機の技術的頂点といえるのが微分解析機で、マサチューセッツ工科大学でヴァネヴァー・ブッシュらが1927年頃から研究開発を進めたのが始まりとされる。微分解析機の要素技術としては、ジェームズ・トムソンが1876年に発明した機械式積分器や、H・W・ニーマンが発明したトルク増幅器などがある。後にENIACの製作が行われたペンシルベニア大学の電気工学科で製作したものが最も高性能だったともされる。日本でも3例が知られており、1組が保存され動作可能に復元された。 電子式アナログ計算機をアナログコンピュータと呼ぶことがある（詳しくは → アナログコンピュータ）。 電子化されたディジタルな計算機であるが、ENIACの最初の設計は微分解析機に影響を受けており、後にディジタル微分解析機（en:Digital differential analyzer）と呼ばれる計算方式に近い所がある。しかしその後に引き続いて現れたコンピュータはプログラム内蔵方式でありアナログ計算機との関連は薄くなる。そしてあらゆる面で有利なことから、それまでアナログ計算機で解かれていたような問題の解決は、電子的でディジタルな計算機であるコンピュータによって置き換えられた。 しかし、アナログ計算機の遠い子孫は現在でも多用されている。電子式アナログ計算機では多数の真空管を使った電子回路によって実現されていた、入力の差分を極めて大きく増幅して出力するオペアンプは、こんにちではIC化され、簡単なオーディオアンプから精密電子機器に至るまで、便利に使われている。 ディジタル装置はアナログ装置に比べて精度 (算術)に限界があるが、逆にアナログ装置では正確度に限界がある。20世紀の間電子工学は進歩し、高いSN比を保持しつつ低電圧で操作するという問題にも着実に対処してきた。それにより、オペアンプをはじめとする過去であればアナログコンピュータに使われたであろうアナログ電子回路は、測定器などの精密電子機器の内部で、こんにち必要とされる性能まで高められている。