Wat is een digitale computer?

Een digitale computer is machine die gegevens opslaat in een numeriek formaat en bewerkingen op die gegevens uitvoert met behulp van wiskundige manipulatie.Dit type computer bevat meestal een soort apparaat om informatie op te slaan, een methode voor invoer en uitvoer van gegevens en componenten waarmee wiskundige bewerkingen kunnen worden uitgevoerd op opgeslagen gegevens.Digitale computers zijn bijna altijd elektronisch, maar hoeven niet noodzakelijk dat te zijn.

Er zijn twee hoofdmethoden om de wereld te modelleren met een computermachine.Analoge computers gebruiken enig fysisch fenomeen, zoals elektrische spanning, om een ander fenomeen te modelleren en bewerkingen uit te voeren door de opgeslagen gegevens direct te wijzigen.Een digitale computer slaat echter alle gegevens op als cijfers en voert rekenkundig bewerkingen uit op die gegevens.De meeste computers gebruiken binaire getallen om gegevens op te slaan, omdat die en nullen die deze cijfers vormen, gemakkelijk worden weergegeven met eenvoudige aan-uit elektrische toestanden.

Computers op basis van analoge principes hebben voordelen in sommige gespecialiseerde gebieden, zoals hun vermogen om continu te zijnModel een vergelijking.Een digitale computer heeft echter het voordeel dat het gemakkelijk kan programmeren.Dit betekent dat ze veel verschillende sets instructies kunnen verwerken zonder fysiek opnieuw te worden geconfigureerd.

De vroegste digitale computers dateren uit de 19e eeuw.Een vroeg voorbeeld is de analytische motor die door Charles Babbage wordt theoretiseerd.Deze machine zou mechanisch gegevens hebben opgeslagen en verwerkt.Die gegevens zouden echter niet mechanisch zijn opgeslagen, maar eerder als een reeks cijfers die worden vertegenwoordigd door discrete fysieke toestanden.Deze computer zou programmeerbaar zijn geweest, een primeur in computergebruik.

Digitaal computergebruik kwam in de 20e eeuw wijdverbreid in gebruik.De oorlogsdruk leidde tot grote vooruitgang in het veld en elektronische computers kwamen voort uit de Tweede Wereldoorlog.Dit soort digitale computer gebruikte over het algemeen arrays vacuümbuizen om informatie op te slaan voor actief gebruik in berekening.Papier- of ponskaarten werden gebruikt voor opslag op langere termijn.Toetsenbordinvoer en monitors kwamen later in de eeuw naar voren.

In het begin van de 21e eeuw vertrouwen computers op geïntegreerde circuits in plaats van vacuümbuizen.Ze maken nog steeds gebruik van actief geheugen, langdurige opslag en centrale verwerkingseenheden.Input- en uitvoerapparaten zijn sterk vermenigvuldigd, maar hebben nog steeds dezelfde basisfuncties.

In 2011 beginnen computers de grenzen van conventionele circuits te verleggen.Schakelpaden in een digitale computer kunnen nu zo dicht bij elkaar worden afgedrukt dat effecten zoals elektronentunneling in aanmerking moeten worden genomen.Werk aan digitale optische computers, die gegevens verwerken en opslaan met behulp van licht en lenzen, kunnen helpen bij het overwinnen van deze beperking.

Nanotechnologie kan leiden tot een geheel nieuwe verscheidenheid aan mechanisch computergebruik.Gegevens kunnen digitaal worden opgeslagen en digitaal worden verwerkt op het niveau van enkele moleculen of kleine groepen moleculen.Een verbazingwekkend aantal moleculaire computerelementen zou in een relatief kleine ruimte passen.Dit kan de snelheid en kracht van digitale computers aanzienlijk verhogen.