Cos'è un computer digitale?
Un computer digitale è una macchina che memorizza i dati in un formato numerico ed esegue operazioni su tali dati utilizzando la manipolazione matematica.Questo tipo di computer include in genere una sorta di dispositivo per archiviare informazioni, qualche metodo per input e output di dati e componenti che consentono di eseguire operazioni matematiche su dati memorizzati.I computer digitali sono quasi sempre elettronici ma non devono necessariamente esserlo.
Esistono due metodi principali per modellare il mondo con una macchina informatica.I computer analogici utilizzano un po 'di fenomeno fisico, come la tensione elettrica, per modellare un fenomeno diverso ed eseguire operazioni modificando direttamente i dati memorizzati.Un computer digitale, tuttavia, memorizza tutti i dati come numeri ed esegue le operazioni su quei dati in modo aritmetico.La maggior parte dei computer utilizza numeri binari per archiviare i dati, poiché quelli e gli zeri che compongono questi numeri sono facilmente rappresentati con semplici stati elettrici on-off.
I computer basati su principi analogici hanno vantaggi in alcune aree specializzate, come la loro capacità di continuare aModel un'equazione.Un computer digitale, tuttavia, ha il vantaggio di essere facilmente programmabile.Ciò significa che possono elaborare molte diverse serie di istruzioni senza essere riconfigurati fisicamente.
I primi computer digitali risalgono al 19 ° secolo.Un primo esempio è il motore analitico teorizzato da Charles Babbage.Questa macchina avrebbe memorizzato e elaborato i dati meccanicamente.Tali dati, tuttavia, non sarebbero stati archiviati meccanicamente ma piuttosto come una serie di cifre rappresentate da stati fisici discreti.Questo computer sarebbe stato programmabile, il primo nel calcolo. Il calcolo digitale è diventato diffuso durante il 20 ° secolo.Le pressioni della guerra hanno portato a grandi progressi sul campo e i computer elettronici sono emersi dalla seconda guerra mondiale.Questo tipo di computer digitale ha generalmente utilizzato array di tubi a vuoto per archiviare informazioni per l'uso attivo nel calcolo.Le schede di carta o punzonatura sono state utilizzate per l'archiviazione a lungo termine.Input e monitor della tastiera emersero più avanti nel secolo. All'inizio del 21 ° secolo, i computer si affidano a circuiti integrati anziché su tubi a vuoto.Impiegano ancora memoria attiva, archiviazione a lungo termine e unità di elaborazione centrali.I dispositivi di input e output si sono moltiplicati notevolmente ma svolgono comunque le stesse funzioni di base. Nel 2011, i computer stanno iniziando a spingere i limiti dei circuiti convenzionali.I percorsi del circuito in un computer digitale possono ora essere stampati così vicini tra loro che gli effetti come il tunneling di elettroni devono essere presi in considerazione.Lavora sui computer ottici digitali, che elaborano e archiviano i dati utilizzando luce e obiettivi, può aiutare a superare questa limitazione. La nanotecnologia può portare a una nuova varietà di calcolo meccanico.I dati potrebbero essere archiviati ed elaborati digitalmente a livello di singole molecole o piccoli gruppi di molecole.Un numero sorprendente di elementi di elaborazione molecolare si adatterebbe a uno spazio relativamente piccolo.Ciò potrebbe aumentare notevolmente la velocità e la potenza dei computer digitali.