Analogrechner

Analogrechner sind Rechengeräte oder Rechenmaschinen, mit denen Berechnungen mit Hilfe von kontinuierlichen mechanischen oder elektrischen Vorgängen durchgeführt werden. Sie unterscheiden sich von Digitalrechnern dadurch, dass keine Stücke oder Ereignisse gezählt werden und sowohl die Rechenwerte als auch der Zeitverlauf kontinuierlich abgebildet werden. 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. 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 das Verhalten des Originals simulieren, weil sich Original und Modell in dem Bereich, der von Interesse ist, ähnlich (lat. „simul“) verhalten. 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 auf Basis von Elektronenröhren und später Transistoren und Operationsverstärkern gebaut und für allgemeine Problemlösungen standardisiert. Analogrechner wurden ab Mitte der 1980er Jahre zunehmend durch Digitalrechner verdrängt. In einer Übergangszeit gab es Hybridrechner mit einer Kombination von Analog- und Digitalrechner. Beim Analogrechner besteht die Gefahr, dass die Ergebnisse wegen eines Fehlers in der Verkabelung – zum Beispiel durch einen herausgerutschten Stecker – oder einer fehlerhaften Komponente inkorrekt sind, wobei insbesondere der „Programmwechsel“ mit Risiken verbunden ist. Nur bei Hardware-in-the-Loop-Simulationen, wo Echtzeit gefordert war, hielt er sich noch eine Weile. Letztlich waren es die Gesamtkosten und die Flexibilität, die dem Digitalrechner Vorteile verschafften.