Hvad er en digital computer?

En digital computer er maskine, der gemmer data i et numerisk format og udfører operationer på disse data ved hjælp af matematisk manipulation.Denne type computer inkluderer typisk en slags enhed til at gemme information, en eller anden metode til input og output af data og komponenter, der gør det muligt at udføre matematiske operationer på lagrede data.Digitale computere er næsten altid elektroniske, men behøver ikke nødvendigvis at være sådan.

Der er to hovedmetoder til modellering af verden med en computermaskine.Analoge computere bruger noget fysisk fænomen, såsom elektrisk spænding, til at modellere et andet fænomen og udføre operationer ved direkte at ændre de lagrede data.En digital computer gemmer imidlertid alle data som tal og udfører operationer på disse data aritmetisk.De fleste computere bruger binære numre til at gemme data, da dem og nuller, der udgør disse tal, let er repræsenteret med enkle on-off elektriske tilstande.

Computere baseret på analoge principper har fordele i nogle specialiserede områder, såsom deres evne til kontinuerligtmodel en ligning.En digital computer har imidlertid fordelen ved at være let programmerbar.Dette betyder, at de kan behandle mange forskellige sæt instruktioner uden at blive fysisk rekonfigureret.

De tidligste digitale computere går tilbage til det 19. århundrede.Et tidligt eksempel er den analytiske motor, der teoretiseres af Charles Babbage.Denne maskine ville have gemt og behandlet data mekanisk.Disse data ville imidlertid ikke være blevet gemt mekanisk, men snarere som en række cifre repræsenteret af diskrete fysiske tilstande.Denne computer ville have været programmerbar, en første til computing.

Digital computing kom til udbredt brug i det 20. århundrede.Krigens pres førte til store fremskridt på området, og elektroniske computere kom ud af den anden verdenskrig.Denne slags digitale computer anvendte generelt arrays af vakuumrør til gemme information til aktiv brug i beregningen.Papir- eller stansekort blev brugt til opbevaring på længere sigt.Tastaturinput og skærme dukkede op senere i århundrede.

I det tidlige 21. århundrede er computere afhængige af integrerede kredsløb snarere end vakuumrør.De anvender stadig aktiv hukommelse, langsigtet opbevaring og centrale behandlingsenheder.Input- og outputenheder har multipliceret meget, men tjener stadig de samme grundlæggende funktioner.

I 2011 begynder computere at skubbe grænserne for konventionelle kredsløb.Circuit Pathways i en digital computer kan nu udskrives så tæt sammen, at der skal tages hensyn til effekter som elektron -tunneling.Arbejde med digitale optiske computere, der processer og gemmer data ved hjælp af lys og linser, kan hjælpe med at overvinde denne begrænsning.

Nanoteknologi kan føre til en helt ny række mekanisk computing.Data kan gemmes og behandles digitalt på niveau med enkeltmolekyler eller små grupper af molekyler.Et forbløffende antal molekylære computerelementer ville passe ind i et relativt lille rum.Dette kan i høj grad øge hastigheden og kraften hos digitale computere.