Buch: Analog and Hybrid Computer Programming

Leistungsfähige digitale Rechner haben in den 1980er-Jahren die Analogrechner von der Bildfläche verdrängt. Heute, da die digitale Technologie unter anderem wegen der enormen Wärmedichte auf den Chips und dem Kommuni­kations­aufwand zwischen CPU und Speicher an ihre Grenzen stösst, bieten sich für gewisse Anwendungen Analogrechner als schnelle, effiziente Alternative an. Entsprechend steigt auch das Interesse an ihnen: Konzerne wie Microsoft und IBM forschen an Analogrechner-Chips, um die Programmierung zu vereinfachen.

Grund genug also, um sich erneut den Analogrechnern zuzuwenden, sie besser kennenzulernen und ihr Potenzial zu erschliessen. Dieses Buch, verfasst von Bernd Ulmann, einem Experten, der alte Analogrechner sammelt und restauriert sowie neue entwickelt, ist eine Einladung dazu. Diese zweite Ausgabe basiert auf der 2020 erschienenen ersten Ausgabe und wurde um Beispiele erweitert, die auf dem neu erhältlichen, preisgünstigen Analogrechner «The Analog Thing» implementiert wurden. Zudem wurde die neue Ausgabe um einige neue Themen erweitert.

Zunächst erläutert das Buch das Prinzip der Analogrechner: Es ist ein Rechner, der im Gegensatz zum digitalen Äquivalent keine fixe interne Struktur und keinen Speicher aufweist und nicht durch ein Programm gesteuert wird. Das Rechnen wird durch seine Struktur definiert, die ein Modell eines bestimmten Problems darstellt. Ein kurzer geschichtlicher Abriss stellt die Entwicklung von mechanischen zu elektronischen Analogrechnern vor und beschreibt ihre Anwendungsgebiete. Anschliessend werden die Elemente und Grund­operationen solcher Rechner detaillierter erklärt. Da kommen auch die Operations­verstärker ins Spiel.

Nach Erläuterungen der «Grund­operationen» werden Spezial­funktionen wie die Quadratwurzel, die Division, ein Tiefpassfilter und Über­tragungs­funktionen erklärt, gefolgt von der Umsetzung konkreter Beispiele wie der Berechnung eines elastischen Pendels. Nach dem reinen Analogteil wird das hybride Rechnen vorgestellt, bei dem Analogrechner mit digitalen Komponenten kombiniert werden. Zum Schluss werden die Vorteile des analogen Rechnens aufgezeigt und darauf hingewiesen, dass es noch ein weiter Weg ist, bis die umständlichen Stöpselbretter durch rekonfigurierbare integrierte Schaltkreise abgelöst werden.

Eine fundierte Einführung in die Welt der analogen Rechner, die in der heutigen Zeit des wiedererwachten Interesses besonders relevant ist.

Bernd Ulmann, De Gruyter Verlag, Taschenbuch, 297 Seiten, ISBN 978-3-1107-8759-7, CHF 62.–.