Analogrechner

Analogrechner sind Rechengeräte oder Rechenmaschinen, mit denen Berechnungen mit Hilfe von meist kontinuierlichen mechanischen oder elektrischen Vorgängen durchgeführt werden. Sie unterscheiden sich von Digitalrechnern dadurch, dass keine klassischen Algorithmen ausgeführt werden, sondern der Computer stattdessen als Hardware-Modell des zu lösenden Problems fungiert. Das Analogrechnen basiert zumeist auf der Verarbeitung und Messung physikalischer Größen, wobei meistens das Messergebnis dem Ergebnis der Rechnung entspricht. Beim Rechenschieber, einem einfachen mechanischen Analogrechner, werden Zahlen als stetig auswählbare Längen repräsentiert und die Multiplikation bzw. Division von Zahlen auf eine logarithmische Addition bzw. Subtraktion abgebildet. Im Gegensatz dazu nutzt das klassische „digitale“ Rechnen direkt Zahlen als b.z.w. diskret definierter mathematischer Werte, welche abstrakt z. B. als Schaltzustände und eben nicht als messbare physikalische Größe vorliegen und mit Hilfe von Algorithmen, welche sequenziell von einem Prozessor ausgeführt werden. Meist bezieht sich der Begriff „Digitalrechner“ daher auf die Von Neumann-Architekur. Es gab bereits ab Ende der 40er Jahre auch digital arbeitende Analogrechner (siehe weiter unten bei DDAs), welche allerdings auf Grund hoher Kosten und technischer Schwierigkeiten weniger verbreitet waren, sich aber in der Programmierung und Arbeitsweise im Großen und Ganzen wie Analogrechner verhielten und sich deutlich von modernen Digitalcomputern unterscheiden.

Bei Analogrechnern wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass es in einem bestimmten Gültigkeitsbereich einen Zusammenhang zwischen dem Verhalten von Original und Modell gibt („Analogieprinzip“). Man kann mit dem Modell (Altgriechichisch „Analogon“) das Verhalten des Originals simulieren, weil sich Original und Modell in dem Bereich, der von Interesse ist, ähnlich (lat. „simul“) verhalten, b.z.w. mathematisch einander entsprechen. Analogrechner wurden anfangs für spezifische technische Zusammenhänge verwendet, beispielsweise zur Berechnung von Regelvorgängen mit Hilfe von pneumatischen oder elektrischen Ersatzschaltungen, die das dynamische Verhalten nachahmten. Ein anderes Beispiel war die mechanisch arbeitende Gezeitenrechenmaschine. Ab den 1940er Jahren wurden Analogrechner mit Operationsverstärkern, zuerst auf Basis von Elektronenröhren und später mit Transistoren gebaut und für allgemeine Problemlösungen standardisiert. Elektronische Analogrechner können für Spezialeinsatzgebiete auch rein passiv ohne aktive Bauelemente konstruiert werden. Außerdem gibt es sowohl direkte als auch indirekte Analogien.