아날로그 컴퓨터

아날로그 컴퓨터

다른 표기 언어 analogue computer

요약 전위, 유압, 기계의 움직임 등과 같은 가변적인 물리량을 풀어야 할 문제의 대응되는 양과 유사한 방법으로 표시하는 장치들.

아날로그 컴퓨터
아날로그 컴퓨터

아날로그 시스템은 초기 조건으로부터 처리를 시작하고 자유롭게 변하도록 허용된다. 문제에 대한 답은 아날로그 모형에서 변수들의 값을 측정해 얻는다. 초기의 아날로그 컴퓨터는 특정한 목적을 위한 것이었다.

예를 들면 1876년에 윌리엄 톰슨(후에 켈빈 경이 됨)이 개발한 조수예측기(tide predictor)와 같은 것이다. 1898년 앨버트 A. 마이컬슨과 S. W. 스트래턴이 만든 80개의 구성요소를 가진 조화분석기(調和分析器)도 한 예이다(→ 조화분석기). 각각의 구성요소는 모두 사인파[正弦波] 형태의 움직임을 만들어 낼 수 있는데, 이런 형태의 움직임은 지레받침을 조절하여 일정한 비율로 증폭시킬 수도 있다. 구성요소들은 용수철로 결합되어 결과를 낳게 된다. 1930년대초 미국의 전기공학자 배느바 부시가 발명한 미분해석기(微分解析器)는 근대적인 아날로그 컴퓨터를 개발하는 데 또다른 초석이 되었다. 이 기계는 미분 방정식을 풀기 위해 다양한 속력을 가진 기어들로 된 기계적인 적분기를 사용했는데, 실용적이고 신뢰할 수 있는 최초의 아날로그 컴퓨터 장치이다.

가장 현대화된 아날로그 컴퓨터는 전위차를 조절하여 동작한다. 아날로그 컴퓨터의 기본 부품은 연산 증폭기로 입력 전위차에 비례하는 전류출력장치이다. 출력전류를 적당한 전자부품을 통해 흐르게 함으로써 더 큰 전위차가 생기고 역(逆)·합산·미분·적분과 같은 다양한 수학 연산들을 행할 수 있다.

전형적인 전자 아날로그 컴퓨터는 다양한 종류의 증폭기들로 구성되는데, 이것들을 연결하여 때로는 매우 복잡하고 많은 변수들을 가지는 수학적 수식을 만들어낸다. 아날로그 컴퓨터는 동적인 체계를 모의실험하는 데 특히 적합하다. 이런 모의실험은 실시간에서 실행되거나 아주 고속으로 실행될 수 있어서 변수를 바꾸어가면서 반복실행함으로써 실험을 가능하게 해준다. 아날로그 컴퓨터는 항공기, 핵발전소, 화학 공정 등을 모의실험하는 데 널리 쓰이고 있다. 다른 이용분야는 수리망(예를 들면 배수방식에서 하수의 흐름)의 분석과 전자망(예를 들면 장거리 회선의 성능)의 분석 등이다.→ 디지털 컴퓨터, 컴퓨터