Analogiatietokoneet. Jari Suominen Tietojenkäsittelytieteen historia

Samankaltaiset tiedostot
Analogiatietokoneet. arvostelija. Jari Suominen

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Successive approximation AD-muunnin

6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin Näytteenotto analogisesta signaalista DA-muuntimet 4

Signaalien datamuunnokset. Näytteenotto ja pito -piirit

Ongelma(t): Mihin perustuu tietokoneiden suorituskyky ja sen jatkuva kasvu? Mitkä tekijät rajoittavat suorituskyvyn parantamista ja mitkä niistä ovat

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

A / D - MUUNTIMET. 2 Bittimäärä 1. tai. A / D muunnin, A/D converter, ADC, ( Analog to Digital Converter )

A/D-muuntimia. Flash ADC

Varauspumppu-PLL. Taulukko 1: ulostulot sisääntulojen funktiona

Flash AD-muunnin. suurin kaistanleveys muista muuntimista (gigahertsejä) pieni resoluutio (max 8) kalliita

Ongelma(t): Mihin perustuu tietokoneiden suorituskyky ja sen jatkuva kasvu? Mitkä tekijät rajoittavat suorituskyvyn parantamista ja mitkä niistä ovat

Ohjelmistoradio. Mikä se on:

Mat Systeemien identifiointi, aihepiirit 1/4

OHJ-1010 Tietotekniikan perusteet 4 op Syksy 2012

Luento 4: Liikkeen kuvausta, differentiaaliyhtälöt

Ongelma(t): Mistä loogisista lausekkeista ja niitä käytännössä toteuttavista loogisista piireistä olisi hyötyä tietojenkäsittelyssä ja tietokoneen

ELEC-C1230 Säätötekniikka

Lakkautetut vastavat opintojaksot: Mat Matematiikan peruskurssi P2-IV (5 op) Mat Sovellettu todennäköisyyslaskenta B (5 op)

Matematiikka B2 - Avoin yliopisto

ELEC-C1230 Säätötekniikka

Numeeriset menetelmät

FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI Johdanto

Perusmittalaitteet 2. Yleismittari Taajuuslaskuri

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Ongelma(t): Mistä loogisista lausekkeista ja niitä käytännössä toteuttavista loogisista piireistä olisi hyötyä tietojenkäsittelyssä ja tietokoneen

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

6. Differentiaaliyhtälösysteemien laadullista teoriaa.

Fluke 170 -sarjan digitaaliset True-RMS-yleismittarit

Johdantoa. Jokaisen matemaatikon olisi syytä osata edes alkeet jostakin perusohjelmistosta, Java MAPLE. Pascal MathCad

PM10OUT2A-kortti. Ohje

Osoita, että täsmälleen yksi vektoriavaruuden ehto ei ole voimassa.

BM20A0900, Matematiikka KoTiB3

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Matematiikan opetuksen keskeiset tavoitteet yläkouluikäisten valmistavassa opetuksessa

Juha Merikoski. Jyväskylän yliopiston Fysiikan laitos Kevät 2009

Opetusperiodi:I, suunnattu hakukohteille:

Ongelma(t): Miten tietokoneen komponentteja voi ohjata siten, että ne tekevät yhdessä jotakin järkevää? Voiko tietokonetta ohjata (ohjelmoida) siten,

Matemaattinen Analyysi

Numeeriset Menetelmät

Opetusperiodi:I, suunnattu hakukohteille: Teknillinen fysiikka ja matematiikka

Rosemount 3051S sähköiset ERS-anturit

IDH E1. Asennusohje IDH E1 / PUHZ Ulkoyksiköt IDH

Ajattelemme tietokonetta yleensä läppärinä tai pöytäkoneena

Signaalien datamuunnokset

6*. MURTOFUNKTION INTEGROINTI

Käyttöjärjestelmien historia. Joni Herttuainen Henri Jantunen Markus Maijanen Timo Saksholm Johanna Tjäder Eetu Turunen

Automaation elektroniikka T103403, 3 op AUT2sn. Pekka Rantala syksy Opinto-opas 2012

OPINTOJAKSOJA KOSKEVAT MUUTOKSET/MATEMATIIKAN JA FYSIIKAN LAITOS/ LUKUVUOSI

Kon Simuloinnin Rakentaminen Janne Ojala

Numeeriset menetelmät

Matematiikka B2 - TUDI

Tilanne sekä MS-A0003/4* Matriisilaskenta 5 op

Gaussin ja Jordanin eliminointimenetelmä

Lukujonot Z-muunnos Z-muunnoksen ominaisuuksia Z-käänteismuunnos Differenssiyhtälöt. Z-muunnos. 5. joulukuuta Z-muunnos

ClassPad 330 plus ylioppilaskirjoituksissa apuna

Jatkuvatoiminen monitorointi vs. vuosittainen näytteenotto

Paavo Kyyrönen & Janne Raassina

Piiri K 1 K 2 K 3 K 4 R R

Reaalilukuvälit, leikkaus ja unioni (1/2)

Yhtälöryhmät 1/6 Sisältö ESITIEDOT: yhtälöt

Fysiikan matematiikka P

CLPD ja FPGA piirien arkkitehtuuri ja ominaisuudet

LIITE. asiakirjaan. komission delegoitu asetus

TEKNILLINEN KORKEAKOULU Systeemianalyysin laboratorio. Mat Systeemien Identifiointi. 4. harjoitus

ClassPad 330 plus ylioppilaskirjoituksissa apuna

Luonnontieteellinen tiedekunta Sivuaine-info. Tanja Kähkönen

Turva Turvalogiikka. SC turvalogiikka

Jakso 6: Värähdysliikkeet Tämän jakson tehtävät on näytettävä viimeistään torstaina

2. Viikko. CDH: luvut (s ). Matematiikka on fysiikan kieli ja differentiaaliyhtälöt sen yleisin murre.

Tehtävä 8. Jännitelähteenä käytetään yksipuolista 12 voltin tasajännitelähdettä.

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

SATE1050 Piirianalyysi II syksy 2016 kevät / 6 Laskuharjoitus 3 / Laplace-muunnos

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

Luento 3: Liikkeen kuvausta, differentiaaliyhtälöt

Kognitiivinen mallintaminen Neuraalimallinnus, luento 1

3 Toisen kertaluvun lineaariset differentiaaliyhtälöt

Java-kielen perusteet

Systeemiteoriasta. Andrea Holmberg Software Point Oy Hans Blomberg seminaari

IR-lämpömittarityypit

Normaaliryhmä. Toisen kertaluvun normaaliryhmä on yleistä muotoa

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

Mathcad Prime. Kaur Jaakma

ABB aurinkosähköinvertterit Pikaohje PMU laajennuskortti

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Maa Fotogrammetrian erikoissovellutukset (Close-Range Photogrammetry)

Opintosuunnitelma. Suunta: Tietoliikenneohjelmistot ja -sovellukset Pääaine: Tietoliikenneohjelmistot Sivuaine: Yritysturvallisuus

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

Numeeriset menetelmät

Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöistä

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 12. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 12 () Numeeriset menetelmät / 33

Tavoitteet TIETOLIIKENNE-ELEKTRONIIKAN KOULUTUSOHJELMA Tutkinnon rakenne. Tietoliikenne. Elektroniikka

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2014

Sähkötekniikan kanditutkinnon yleinen rakenne Tutkinnon laajuus 180 op

Sähköpaja. Kimmo Silvonen (X)

VASTUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

MS-C1340 Lineaarialgebra ja

Transkriptio:

Analogiatietokoneet Jari Suominen Tietojenkäsittelytieteen historia 20.1.2005

Analogiatietokoneet Analogiakoneiden esittely Laitteisto Analogiakoneen ohjelmointi Analogiakoneiden historiaa Analogiakoneita Suomessa

Reeves Instruments Inc. REAC 100 [Cow05]

Electronic Associates Inc. PACE 16-24D [Cow05]

Goodyear Aircraft Company GEDA A-14 l-2/n-2/r-2 [Cow05]

Applied Dynamics Inc. Ad-256 Ad-80 [Cow05]

General Purpose Electronic Analog Computer Elektroninen analogiatietokone, differentiaalianalysaattori Suomennoksia useita: Analogialaskin Analogiakone Matemaattinen koje Analogiatietokone Analoginen tietokone

Analogia Kaksi järjestelmää, joilla vakiokertoimia ja yksiköitä lukuunottamatta on samanlaiset matemaattiset kuvaukset, voidaan kutsua analogioiksi

Analoginen vs Digitaalinen [EAI]

Analoginen vs Digitaalinen Analogiakone suorittaa laskentaa aidosti rinnakkaisesti käyttäen jatkuvaa arvojoukkoa. Digitaalinen tietokone suorittaa loogisia operaatioita yksi kerrallaan. Muuttujien arvojoukko on diskreetti.

Analoginen vs Digitaalinen Analogialaskimen heikkous rajoitettu tarkkuus ja huonot mahdollisuudet tiedon muistamiseen, viiveen generointiin ja monimutkaisten loogisten toimintojen suorittamiseen Digitaalikoneen laskenta-aika riippuu tehtävän laajuudesta ja monimutkaisuudesta

Laitteisto Analogiatietokone koostuu joukosta laskentapiirejä Lineaariset piirit: Yhteenlasku Integrointi Vakiolla kertominen Epälineaariset piirit: Kertominen ja jakaminen Funktiogeneraattorit

Operaatiovahvistin Analogiakoneen peruskomponentti Kääntävä ja ei-kääntävä sisääntulo Negatiivinen takaisinkytkentä

Operaatiovahvistin George A. Philbrick Research Inc. K2-W (1952) [Cow05]

Vakiolla kertominen Luvuilla [0...1] kertominen potentiometrillä Jännitteet säädetään POT SET-moodissa

Yhteenlasku Yhteenlasku ja yhtä suuremmilla vakiolla kertominen suoritetaan tyypillisesti samalla piirillä Sisääntuloista osaa on tyypillisesti painotettu eri vakioilla

Integrointi Integrointipiirissä tavallisesti myös summausvahvistin

[EAIb]

Toimintatilat Pot Set Reset Hold Operate

Tulostus X-Y-plotteri Oskilloskooppi [Car54]

Ohjelmointi

Ohjelmakaavion laatiminen Bootstrap-menetelmä Muodosta systeemistä differentiaaliyhtälö Ratkaise yhtälö sen korkeimman derivaatan suhteen Integroi derivaatat Sulje luuppi

Jousi-massa-vaimennin

Aika- ja amplitudiskaalaus

Historiaa Mekaanisia ja graafisia analogialaskimia: Laskutikku (1600-luvun alussa) Vannevar Buschin (1890-1974) differentiaalianalysaattori (1927) [Car54]

Historiaa Yleiskäyttöisen elektronisen analogialaskimen kehittäminen alkoi toisen maailmansodan aikana Aluksi hitaan tyypin koneet yleisimpiä REAC, PACE, EASE, GEDA Samanaikaisesti toistavia koneita George A. Phillbrick Research Inc. G.P.S. Instrument Inc. ja Computer System Inc.

Historiaa Hybridijärjestelmät Aluksi digitaalisia piirejä mukaan laitekokoonpanoihin Lopulta digitaalikoneilla ohjattiin analogiakonetta

Analogiakoneita Suomessa TKK:n teknillisen fysiikan oppiaineessa (1953) Helsingin yliopiston Ydinfysiikan laitoksella (1963) TKK:n systeemiteorian ja säätötekniikan laboratoriolla (1960-70 lukujen vaihde)

Erkki Laurilan kone Suomen Akatemian alaiselta Valtion luonnontieteelliseltä toimikunnalta 400 000 markan apurahat vuosina 1952 ja 1953 TKK:n teknillisen fysiikan laitokselle Analogiakoneen osia rakensivat useat opiskelijat Laurilan johdolla Tage Carlsson: En Differentialanalysator (1954)

Erkki Laurilan kone [Car54]

Erkki Laurilan kone [Car54]

Ydinfysiikan laitoksen kone 1963 K. V. Laurikaisen aloitteesta hankittiin laitokselle EAI Pace TR-48 [Cow05]

Ydinfysiikan laitoksen kone Juuri yliopistolla opiskelunsa aloittanut Erkki Kurenniemi pestattiin ohjelmoimaan konetta Tarkoitus oli laskea erilaisia ydinvoimapotentiaaleja Tulokset eivät kuitenkaan tyydyttäneet ja ELLIOT syrjäytti pian analogiakoneen Merkittävimpiä projekteja oli Metrojunan radan korkeusprofiilin optimointi

Kokeita analogialaskijalla [Kur53]

TKK:n EAI 580 TKK:n systeemiteorian ja säätötekniikan laboratorioiden yhteinen kone [Shu05]

Yhteenveto Analogiakoneet olivat 1950-60-luvuilla suhteellisen tasaarvoinen konetyyppi digitaalikoneiden kanssa Laskenta aidosti rinnakkaista ja arvojoukot jatkuvia Ohjelmointi on laskentapiirien kytkemistä toisiinsa Laskentapiirejä lineaarisia ja epälineaarisia Suomessa joitakin analogiakoneita

Analogiset syntetisaattorit Donald Buchlan 100-sarja (1964) [Mus05]

Analoginen syntetisaattori Äänisynteesiin tarkoitettu analogiatietokone Keksittiin 1960-luvun alkupuolella (Robert Moog ja Donald Buchla)

Kuvalähteet Car54 Cow05 EAI EAIb Kur63 Carlsson, Tage 1954: En Differentialanalysator. Diplomarbete. Otaniemi. Coward, Doug 2005: Analog Computer Museum and History Center. <http://dcoward.best.vhf.net/analog/>. Tarkistettu 28.2.2005. Electronic Associates Incorporation: Introduction to Analog Computers. EAI 231R Operation Manual. <http://kmt.hku.nl/~hans/pdf_files/introanalogcompu.pdf>. Tarkistettu 28.2.2005. Electronic Associates Incorporation: Pace TR-10, Transistorized Analog Computer, Operator's Manual. New Jersey. Kurenniemi, Erkki 1963: Kokeita analogialaskimella. Teekkari 3-4B/1963.

Kuvalähteet Mus05 Shu05 Music Machines 2005: Bucha Modular. <http://machines.hyperreal.org/manufacturers/ Buchla/Modular/images/Buchla.EMS.jpg>. Tarkistettu 28.2.2005. Shustek, Len 2005: A Walk Through Visible Storage. <http://ed-thelen.org/comp-hist/shustek/ ShustekTour.html#TOC>. Tarkistettu 28.2.2005.

Loppu