Máy tính kỹ thuật số là gì?

Một máy tính kỹ thuật số là máy lưu trữ dữ liệu theo định dạng số và thực hiện các hoạt động trên dữ liệu đó bằng cách sử dụng thao tác toán học.Loại máy tính này thường bao gồm một số loại thiết bị để lưu trữ thông tin, một số phương thức cho đầu vào và đầu ra của dữ liệu và các thành phần cho phép các hoạt động toán học được thực hiện trên dữ liệu được lưu trữ.Máy tính kỹ thuật số hầu như luôn luôn là điện tử nhưng không nhất thiết phải như vậy. Có hai phương pháp chính để mô hình hóa thế giới với một máy tính.Các máy tính tương tự sử dụng một số hiện tượng vật lý, chẳng hạn như điện áp điện, để mô hình hóa một hiện tượng khác và thực hiện các hoạt động bằng cách sửa đổi trực tiếp dữ liệu được lưu trữ.Tuy nhiên, một máy tính kỹ thuật số lưu trữ tất cả dữ liệu dưới dạng số và thực hiện các hoạt động trên dữ liệu đó.Hầu hết các máy tính sử dụng số nhị phân để lưu trữ dữ liệu, vì các số và số không tạo ra các số này có thể dễ dàng được biểu diễn bằng các trạng thái điện đơn giản.mô hình một phương trình.Tuy nhiên, một máy tính kỹ thuật số có lợi thế là dễ dàng lập trình.Điều này có nghĩa là họ có thể xử lý nhiều bộ hướng dẫn khác nhau mà không được cấu hình lại về mặt vật lý.

Các máy tính kỹ thuật số sớm nhất có từ thế kỷ 19.Một ví dụ ban đầu là động cơ phân tích được lý thuyết bởi Charles Babbage.Máy này sẽ được lưu trữ và xử lý dữ liệu một cách cơ học.Tuy nhiên, dữ liệu đó sẽ không được lưu trữ một cách cơ học mà là một loạt các chữ số được biểu thị bằng các trạng thái vật lý riêng biệt.Máy tính này đã được lập trình, lần đầu tiên trong điện toán.

Điện toán kỹ thuật số được sử dụng rộng rãi trong thế kỷ 20.Những áp lực của chiến tranh đã dẫn đến những tiến bộ lớn trong lĩnh vực này, và các máy tính điện tử xuất hiện từ Chiến tranh thế giới thứ hai.Loại máy tính kỹ thuật số này thường sử dụng các mảng ống chân không để lưu trữ thông tin để sử dụng tích cực trong tính toán.Thẻ giấy hoặc thẻ đấm được sử dụng để lưu trữ dài hạn.Đầu vào bàn phím và màn hình xuất hiện vào cuối thế kỷ. Vào đầu thế kỷ 21, các máy tính dựa vào các mạch tích hợp thay vì ống chân không.Họ vẫn sử dụng bộ nhớ hoạt động, lưu trữ dài hạn và các đơn vị xử lý trung tâm.Các thiết bị đầu vào và đầu ra đã nhân lên rất nhiều nhưng vẫn phục vụ các chức năng cơ bản tương tự.Năm 2011, máy tính đang bắt đầu đẩy các giới hạn của mạch thông thường.Các đường dẫn mạch trong một máy tính kỹ thuật số hiện có thể được in rất gần nhau đến nỗi các hiệu ứng như đường hầm điện tử phải được xem xét.Làm việc trên các máy tính quang kỹ thuật số, xử lý và lưu trữ dữ liệu bằng ánh sáng và ống kính, có thể giúp khắc phục giới hạn này.Công nghệ nano có thể dẫn đến một loạt các điện toán cơ học hoàn toàn mới.Dữ liệu có thể được lưu trữ và xử lý kỹ thuật số ở cấp độ của các phân tử đơn hoặc các nhóm phân tử nhỏ.Một số lượng đáng kinh ngạc của các yếu tố điện toán phân tử sẽ phù hợp với một không gian tương đối nhỏ.Điều này có thể làm tăng đáng kể tốc độ và sức mạnh của máy tính kỹ thuật số.