Co je to digitální počítač?

Digitální počítač je stroj, který ukládá data v numerickém formátu a provádí operace na těchto datech pomocí matematické manipulace. Tento typ počítače obvykle obsahuje nějaký druh zařízení pro ukládání informací, určitou metodu vstupu a výstupu dat a komponenty, které umožňují provádění matematických operací na uložených datech. Digitální počítače jsou téměř vždy elektronické, ale nemusí to být nutně.

Existují dvě hlavní metody modelování světa pomocí počítačového stroje. Analogové počítače používají určitý fyzický jev, jako je elektrické napětí, k modelování jiného jevu a provádění operací přímým úpravou uložených dat. Digitální počítač však ukládá všechna data jako čísla a působí na tato data aritmeticky. Většina počítačů používá binární čísla k ukládání dat, protože ty a nuly, které tvoří tato čísla, jsou snadno reprezentovány jednoduchými on-off elektrickými stavy.

Počítače založené na analogových principech hAve výhody v některých specializovaných oblastech, jako je jejich schopnost neustále modelovat rovnici. Digitální počítač má však výhodu, že je snadno programovatelný. To znamená, že mohou zpracovat mnoho různých sad pokynů, aniž by byli fyzicky rekonfigurováni.

Nejstarší digitální počítače sahají do 19. století. Prvním příkladem je analytický motor teoretizovaný Charlesem Babbageem. Tento stroj by mechanicky uložil a zpracoval data. Tato data by však nebyla uložena mechanicky, ale spíše jako řada číslic představovaných diskrétními fyzickými stavy. Tento počítač by byl programovatelný, první v počítači.

Digitální výpočetní technika se během 20. století rozšířila. Tlaky války vedly k velkému pokroku v terénu a z druhé světové války se objevily elektronické počítače. Tento druh digitálního výpočtuER obecně používaná pole vakuových trubek k ukládání informací pro aktivní použití při výpočtu. Pro dlouhodobé skladování byly použity papírové nebo punčové karty. Vstup a monitory klávesnice se objevily později ve století.

Na počátku 21. století se počítače spoléhají spíše na integrované obvody než na vakuové trubice. Stále používají aktivní paměť, dlouhodobé skladování a centrální zpracovatelské jednotky. Vstupní a výstupní zařízení se velmi vynásobí, ale stále slouží stejné základní funkci.

V roce 2011 počítače začínají tlačit hranice konvenčních obvodů. Dráhy obvodu v digitálním počítači lze nyní vytisknout tak blízko u sebe, že je třeba vzít v úvahu účinky jako elektronové tunelování. Práce na digitálních optických počítačích, které zpracovávají a ukládají data pomocí světla a čoček, mohou pomoci při překonání tohoto omezení.

Nanotechnologie může vést k zcela nové škále mechanických výpočtů. Data by mohla být uložena a zpracována digitálně na úrovni Single MolecuLES nebo malé skupiny molekul. Úžasné číslo molekulárních výpočetních prvků by se vešly do poměrně malého prostoru. To by mohlo výrazně zvýšit rychlost a sílu digitálních počítačů.