Was ist ein digitaler Computer?

Ein digitaler Computer ist eine Maschine, die Daten in einem numerischen Format speichert und mithilfe mathematischer Manipulation Vorgänge auf diesen Daten ausführt.Dieser Computertyp enthält normalerweise eine Art von Gerät, um Informationen, eine Methode zur Eingabe und Ausgabe von Daten sowie Komponenten zu speichern, mit denen mathematische Operationen an gespeicherten Daten ausgeführt werden können.Digitale Computer sind fast immer elektronisch, müssen aber nicht unbedingt so sein.

Es gibt zwei Hauptmethoden zur Modellierung der Welt mit einer Computermaschine.Analoge Computer verwenden ein physikalisches Phänomen wie die elektrische Spannung, um ein anderes Phänomen zu modellieren und Operationen durchzuführen, indem die gespeicherten Daten direkt geändert werden.Ein digitaler Computer speichert jedoch alle Daten als Zahlen und führt Vorgänge für diese Daten arithmetisch aus.Die meisten Computer verwenden Binärzahlen, um Daten zu speichern, da diejenigen und Nullen, die diese Zahlen ausmachenModell eine Gleichung.Ein digitaler Computer hat jedoch den Vorteil, leicht programmierbar zu sein.Dies bedeutet, dass sie viele verschiedene Anweisungen verarbeiten können, ohne physisch neu konfiguriert zu werden.

Die frühesten digitalen Computer stammen aus dem 19. Jahrhundert.Ein frühes Beispiel ist der von Charles Babbage theoretisierte analytische Motor.Diese Maschine hätte Daten mechanisch gespeichert und verarbeitet.Diese Daten wären jedoch nicht mechanisch gespeichert, sondern als eine Reihe von Ziffern, die durch diskrete physikalische Zustände dargestellt werden.Dieser Computer wäre programmierbar gewesen, eine Premierförderung.

Digital Computing wurde im 20. Jahrhundert weit verbreitet.Der Kriegsdruck führte zu großen Fortschritten auf diesem Gebiet, und elektronische Computer kamen aus dem Zweiten Weltkrieg.Diese Art von digitalem Computer verwendete im Allgemeinen Arrays von Vakuumröhrchen, um Informationen für den aktiven Gebrauch in der Berechnung zu speichern.Papier- oder Lochkarten wurden für längerfristige Lagerung verwendet.Tastatureingaben und Monitore sind später im Jahrhundert entstanden.

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts verlassen sich Computer eher auf integrierte Schaltkreise als auf Vakuumröhrchen.Sie verwenden immer noch aktives Speicher, Langzeitspeicher und zentrale Verarbeitungseinheiten.Eingangs- und Ausgabegeräte haben sich stark vervielfacht, aber dennoch die gleichen grundlegenden Funktionen erfüllen.

Im Jahr 2011 beginnen Computer, die Grenzen der herkömmlichen Schaltung zu überschreiten.Schaltungswege in einem digitalen Computer können jetzt so nah beieinander gedruckt werden, dass Effekte wie Elektronentunneln berücksichtigt werden müssen.Die Arbeit an digitalen optischen Computern, die Daten mit Licht und Objektiven verarbeiten und speichern, können dazu beitragen, diese Einschränkung zu überwinden.

Die Nanotechnologie kann zu einer völlig neuen Vielfalt mechanischer Computing führen.Daten können auf der Ebene von einzelnen Molekülen oder kleinen Gruppen von Molekülen digital gespeichert und verarbeitet werden.Eine erstaunliche Anzahl molekularer Computerelemente würde in einen vergleichsweise winzigen Raum passen.Dies könnte die Geschwindigkeit und Leistung von digitalen Computern erheblich erhöhen.