Deník N

Počítání bez čísel. Analogové počítače se po desítkách let vracejí

Old Brass Brains, tuna mosazi, která dovede předpovědět příliv a odliv stejně dobře jako moderní software. Foto: Wikimedia
Old Brass Brains, tuna mosazi, která dovede předpovědět příliv a odliv stejně dobře jako moderní software. Foto: Wikimedia

Logaritmické pravítko je analogové. Kalkulačka je digitální. Vinylová deska analogová. CD je digitální. Fotografický film je analogový. Mechanické hodinky jsou analogové. Svět je analogový. Počítače jsou digitální. Většinou. Ale ne vždycky.

Pokud ve slově analogový slyšíte „analogie“, slyšíte správně. Podobnost, vzájemná úměrnost, přirovnání – to je překlad z řečtiny, odkud tento termín pochází. V technické terminologii se význam trochu posunul, ale ne příliš. „Analogový“ se však především běžně používá jako opak pojmu „digitální“.

Nejlépe se to vysvětluje na příkladu záznamu hudby. Hudebnímu CD (anebo datovému souboru s nahrávkou, například ve známém formátu MP3) říkáme digitální proto, že záznam na něm je posloupností čísel, tedy počítačovými daty. Zvuková vlna, která přenese hudbu do našich uší, však žádnou posloupností čísel není. Když ve studiu pořizovali nahrávku, museli zvukovou vlnu do čísel převést. Tomu se říká vzorkování: velikost a tvar vlny se měří a výsledek každého měření se zapíše, asi jako kdybyste (hle, analogie!) měli za oknem rtuťový teploměr a každou hodinu si zapsali, kolik ukazuje.

Rozdíl je jen v tom, že při nahrávání hudby se nevzorkuje jednou za hodinu, ale zpravidla více než čtyřicettisíckrát za sekundu –přesně řečeno s frekvencí 44,1 kHz, která je dnes v hudebním průmyslu nejobvyklejší. Přehrávání je pak opačným postupem, zaznamenaná a uložená čísla v tzv. digitálně-analogovém převodníku (DAC) rekonstruují zvukovou vlnu.

Vinylová deska a gramofon fungují úplně jinak. Záznam má podobu spirálové drážky. Ta při přehrávání vede jemný hrot, jehož výkyvy se převádějí na elektrický signál, zesilují a tvoří zvuk. Spojitý zvukový signál je zaznamenán spojitým médiem, nikoli rozsekán na nepatrné úseky digitálním vzorkováním.

Kola, kladky a převody

Týž princip se dá uplatnit v mnoha jiných oblastech. Analogový počítač je v podstatě model nějakého systému, nějakého kusu reality – model, který se řídí stejnými zákonitostmi jako modelovaný systém. Pražský orloj můžeme pokládat za analogový počítač. Pomocí důmyslné sestavy ozubených kol modeluje pohyb nebeských těles. Podobné přístroje, zvané astroláby, se vyráběly už ve starověku.

Mechanický princip je u analogových počítačů častý. K dokonalosti ho přivedl například stroj – slovo přístroj zde rozhodně nestačí – přezdívaný Old Brass Brains, „Stará dobrá mosazná

Tento článek je exkluzivní obsah pro předplatitele Deníku N.

Věda

V tomto okamžiku nejčtenější