Аналоговые вычислительные машины АВН

Япония.

В 1952 году сотрудники элетротехнической лаборатории министерства связи разработали небольшую релейную машину, которая называлась ELT MARC 1. Она программировалась с помощью штекерного набора. Она была первой в Японии автоматической вычислительной машиной. Позднее в 1955 году сотрудники лаборатории создали ELT MARC 2, которая содержала 20000 реле. Этой разработкой заинтересовалась компания Фуджи, которая специализировалась в основном на средствах связи, но решила попытать счастье в вычислительном бизнесе. Они разработали несколько моделей, но в 1954 году сотрудники этой фирмы выпустили машину FACOM-100, которая стала первой японской вычислительной машиной, поступившей в свободную продажу. Она эксплуатировалась в течение 10 лет и выпускалась небольшими сериями.

Карл Цузе. Проект MARC 1 Эйкена. Наиболее крупные проекты релейных машин были выполнены в Германии, которые возглавлял Карл Цузе и в США, где разработки возглавляли Анатасов, Эйкен и Стиблиц. Их проекты можно рассматривать в качестве прямых предшественников универсальных ЭВМ. В качестве вычислителя, который назывался Z-3, который был создан в 1941 году в Германии, Использовалось двоичное представление информации, время сложения 0.3 секунды, умножения 4 секунды. Эта машина применялась главным образом для проверочных расчётов в области аэродинамики. Одна из модификаций этой модели Z-3 с фиксированным алгоритомом работы в течение двух лет функционировала в контуре системы автоматического управления, тенхнологическим процессом на линии сборки летающих снарядов ФАУ. Этим было положено начало использования вычислительных машин в качестве управляющих вычислительных машин. В 1944 году Говард Эйкен в командой из 4 инженеров закончил свой пятилетний проект под названием "Вычислительные машины с автоматическим управлением последовательностью операций" и назвал её MARK-1. Вначале эта машина находилась в эксплуатации у военных, просчитывала сложные баллистические таблицы, а затем ещё в течение 15 лет проработала в Гарвардском Университете, решая разнообразные задачи. Одним из авторов этой машины был Эйкен (инженер,математик,физик). Широтой своих интересов Эйкен напоминал Бэббиджа. С ним он познакомился случайно после работы над MARK-1.

*****************************************************************************

......Представляются как непрерывные значения каких либо физических величин. Главным образом в качестве переменной выступает напряжение электрической цепи и изменение напряжения происходит по тем же законам, что изменение заданных функций. В отличие от дискретной, в основе аналоговой вычислительной технике заложен принцип моделирования, а не счёта. При использовании в качестве модели некоторые задачи электронных цепей каждой переменной величине задачи ставится в соответствие определённая переменная величина элетронной цепи. На этом основой построения такой модели является изоморфизм (подобие) исследуемой задачи и соответствующей ей электронной модели. Из теории моделирования известно, что идентичность вдух математических зависимостей изучаемого объекта и его моделей не обеспечивает абсолютной аналогичности их поведения. Ещё это называется адекватностью моделей. Тоесть параметры, рассчитаные при помощи модели, могут не совпадать с параметрами реальной модели и эта погрешность всегда задаётся и образуется так называемая область адекватности. Согласно своим вычислительным возможностям, аналоговые вычислительные машины ЭВМ наиболее приспособлены для исследования объектов, динамика которых описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями частных производных, а также алгебраическими и некоторыми другими типами уравнений. Следовательно класс решаемых задач на АВН носят специальный характер в отличие от универсального характера дискретных элетронных вычислительных машин. Современные АВН можно условно разбить на 3 класса:

1) Специального назначения. Ориентированы на решение одного класса задач, описываемых как правило обыкновенными дифференциальными уравнениями в форме задачи Каши с начальными условиями. АВМ этого типа имеют как правило фиксированную или коммунитивную архитектуру. Составляют в основном управляющие, бортовые и ориентированные на решение отдельных задач машины.

2) Общего назначения. Служат для решения широкого класса задач моделирования и их архитектура базируется на использовании метода сеток или сплошных сред. Задачи термодинамики, аэродинамики, гидродинамики и т.д. АВМ общего назначения также условно делят на 3 больших класса по вычислительным возможностям решать задачи, описываемы дифференциальными уравнениями n-ного порядка. Если уравнение 10 порядка малого порядка, 20 порядка - среднего порядка, >20 порядка - большого порядка.

3) Персонального назначения. Для узкого класса задач.

Достоинства аналоговых машин - высокая скорость решения задач, соизмеримые со скоростью прохождения электрического сигнала. Простота конструкции. Лёгкость подготовки задач к решению. Наглядность протекания исследуемых процессов и возможность изменения параметров исследуемых процессов во время самого исследования.

Недостатки - малая точность получаемых результатов,....решаемых задач, ручной ввод решаемой задачи в машину, большой объём задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

*****************************************************************************