Einführung in das Analogrechnen

Kurz gesagt, lässt sich ein Analogrechner wie folgt charakterisieren:

• Ein Analogrechner beruht auf der Verwendung eines Modelles des mit seiner Hilfe zu lösenden Problems.
• Obwohl die überwältigende Mehrzahl aller (elektronischen) Analogrechner mit (mehr oder weniger) kontinuierlichen Werten (meist Spannungen) arbeitet, ist dies keine zwingende Voraussetzung für einen Analogrechner - die oben genannte Modellbildung ist wesentlich (es gab eine ganze Reihe digital arbeitender Analogrechner, sogenannter Digital Differential Analyzers, kurz DDAs).
• Grundlegende Rechenelemente eines typischen elektronischen Analogrechners sind Summierer, Integrierer, Multiplizierer, Funktionsgeber und Komparatoren. Je nach zu bearbeitender Fragestellung kamen mitunter auch Resolver, Laufzeitglieder etc. zum Einsatz.
• Die Programmierung eines Analogrechners erfolgt durch Umwandlung der Problemgleichungen in eine zu ihnen analoge Rechenschaltung, die dann mit Hilfe der oben genannte Rechenelemente implementiert wird.

Die folgenden Links verweisen auf einführende Literatur zur Technik und Anwendung elektronischer Analogrechner sowie die Kunst ihrer Programmierung sowie ihrer Geschichte.

• Ein kurzer Videofilm, der die Simulation eines einfachen mechanischen Systems (Masse-Feder-Dämpfer) mit Hilfe eines Analogrechners des Typs Telefunken RA 770 zeigt:

• Ein zweiteiliger Videofilm, der die etwas komplexere Simulation eines Zweimassenschwingers am Beispiel eines Automobilfederungssystems darstellt. Eine Besonderheit dieser Demonstration ist die grafische Darstellung des simulierten Fahrzeuges in Echtzeit mit rein analogen Mitteln (Teil 1 and Teil 2):

• Ein kurzer Videofilm, der die Erzeugung eines Joukowski-Profiles und die Simulation von Stromlinien um dieses Profil herum beschreibt, findet sich hier:

• Dr. F. Vogel schrieb eine grossartige Einführung in das Analogrechnen mit einer Vielzahl praktischer Beispiele.
• An Introduction to Analog and Hybrid Computing: Hierbei handelt es sich um einen Satz Folien, der für einen Vortrag während des VCFE 7.0 (2006) in München erstellt wurde und einen Überblick über die Grundlagen des Analogrechnens gibt.
• Workshop - Analog Computing - diese Folien beschreiben ausführlich die Lösung dreier Exemplarischer Fragestellungen mit Hilfe eines Analogrechners. Hierbei handelt es sich um 1) ein Masse-Feder-Dämpfer-System, 2) die Simulation eines Luchs-und-Hase-Ökosystems sowie 3) einen springenden Ball in einer Kiste. Diese Folien (ca. 700 kB) wurden ebenfalls für einen Vortrag im Rahmen des VCFE 7.0 2006 in München erstellt.
• Die folgenden Folien, Telefunken Analog and Hybrid Computers , geben einen Einblick in die Entwicklungen im Bereich elektronischer Analogrechner bei TELEFUNKEN (ca. 4.5 MB). Diese Folien wurden für einen Vortrag beim VCFE 7.0 2006 in München erstellt.
• Einer meiner persönlichen Lieblingslinks ist der folgende, hinter welchem sich eine EAI Multimedia-Vorlesung Understanding the ANALOG/HYBRID Computer verbirgt. Dieser Kurs gibt eine Einführung in die Grundlagen des Analogrechnens zusammen mit einigen einfachen Beispielen. Die Originalvorlesung besteht aus 80 Dias sowie einem zugehörigen Tonband, die von meinem Freund Christian Peters in Form eines Podcasts aufbereitet wurden, dem ich an dieser Stelle von ganzem Herzen für seine Mühe danken möchte.
• Auch TELEFUNKEN hatte seinerzeit eine Diareihe zur Vorstellung ihres Analogrechnerprogrammes herausgegeben, zu welcher sich hier die Begleitunterlagen finden: Dia-Reihe Analogrechner, deutsch, ca. 27 MB!
• A Practical Approach to Analog Computers von John D. Strong und George Hannauer gibt eine gute Einführung in das Analogrechnen am Beispiel des damals neu auf den Markt gekommenen EAI-231R Analogrechners.
• Eine großartige Einführung in das Analogrechnen findet sich im berühmten Handbook of Analog Computation von EAI.
• Fundamentals of the Analog Computer von Dr. Howe, einem der Gründer von ADI, gibt ebenfalls einen schönen Überblick über das analoge Rechnen.
• Analog was not a Computer Trade Mark - hierbei handelt es sich um eine sehr schöne Einführung in das Analogrechnen von George Fox Lang, Data Physics Corporation, die in der August 2000 Auflage von "Sound and Vibration" erschien.
• Dank Herrn Knut Rothstein sieht sich das Analogrechnermuseum in der Lage, Scans der EAI-Broschüre Simulation by Hybrid Computer - the Unbeatable Competitive Edge zur Verfügung zu stellen, die er liebenswerterweise dem Museum überließ.
• Joe Sousa betreibt das Philbrick Archive - hier findet sich eine Vielzahl interessanter Unterlagen und Hintergrundinformationen über die Philbrick Operationsverstärker etc.
• Introduction to Electronic Analogue Computing by Lawrence T. Bryan, Louis C. Just and Gerard S. Pawlicki (English, ca. 0.5 MB)
• Handbook of Analog Computation - eine großartige Einführung in die Kunst des analogen Rechnens (24 MB).
• Im April 2010 wurde meine Doktorarbeit über Analogrechner bei Oldenbourg verlegt - das Buch kann hier bestellt werden:
  
• Google bietet mit dem "Ngram Viewer" einen interessanten Dienst an, mit dem die Häufigkeit des Auftretens bestimmer Phrasen in Büchern bestimmt werden kann. Die folgenden Grafik zeigt die Häufigkeit des Begriffes "analog computer" im Verlauf von ca. 100 Jahren (1900 bis 2008):
• Bei Youtube findet sich eine wunderschöne siebenteilige Reihe von Ausbildungsfilmen zu den Grundlagen analoger mechanischer Feuerleitrechner (Danke an David Curran für die Links):
  • Part 1
  • Part 2
  • Part 3
  • Part 4
  • Part 5
  • Part 6
  • Part 7
• "lalbritton" hat einen kleinen harmonischen Analogrechner entwickelt, der in Thingiverse und in der Juni 2011-Ausgabe von Make beschrieben wird.

23-JUN-2011, ulmann@analogmuseum.org

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