Qu'est-ce qu'un ordinateur numérique?
Un ordinateur numérique est une machine qui stocke des données dans un format numérique et effectue des opérations sur ces données en utilisant une manipulation mathématique. Ce type d’ordinateur comprend généralement un dispositif permettant de stocker des informations, une méthode d’entrée et de sortie de données et des composants permettant d’effectuer des opérations mathématiques sur des données stockées. Les ordinateurs numériques sont presque toujours électroniques mais ne doivent pas nécessairement l'être.
Il existe deux méthodes principales pour modéliser le monde avec une machine informatique. Les ordinateurs analogiques utilisent un phénomène physique, tel que la tension électrique, pour modéliser un phénomène différent et effectuer des opérations en modifiant directement les données stockées. Cependant, un ordinateur numérique stocke toutes les données sous forme de chiffres et effectue des opérations sur celles-ci de manière arithmétique. La plupart des ordinateurs utilisent des nombres binaires pour stocker des données, car ceux-ci et les zéros qui les composent sont facilement représentés avec de simples états électriques marche / arrêt.
Les ordinateurs basés sur les principes analogiques présentent des avantages dans certains domaines spécialisés, tels que leur capacité à modéliser en continu une équation. Un ordinateur numérique, cependant, a l'avantage d'être facilement programmable. Cela signifie qu'ils peuvent traiter de nombreux ensembles d'instructions différents sans être reconfigurés physiquement.
Les premiers ordinateurs numériques remontent au 19ème siècle. Un exemple précoce est le moteur d'analyse théorisé par Charles Babbage. Cette machine aurait stocké et traité les données mécaniquement. Cependant, ces données n'auraient pas été stockées mécaniquement mais plutôt sous la forme d'une série de chiffres représentés par des états physiques discrets. Cet ordinateur aurait été programmable, une première en informatique.
L'informatique numérique s'est généralisée au cours du 20ème siècle. Les pressions de la guerre ont conduit à de grandes avancées sur le terrain et les ordinateurs électroniques ont émergé de la Seconde Guerre mondiale. Ce type d’ordinateur numérique utilisait généralement des réseaux de tubes à vide pour stocker des informations en vue d’une utilisation active dans les calculs. Le papier ou les cartes perforées ont été utilisés pour le stockage à long terme. La saisie au clavier et les moniteurs sont apparus plus tard au cours du siècle.
Au début du 21e siècle, les ordinateurs reposent sur des circuits intégrés plutôt que sur des tubes à vide. Ils utilisent toujours la mémoire active, la mémoire à long terme et les unités de traitement centrales. Les périphériques d’entrée et de sortie se sont beaucoup multipliés, mais remplissent toujours les mêmes fonctions de base.
En 2011, les ordinateurs commencent à repousser les limites des circuits classiques. Les voies de circuit dans un ordinateur numérique peuvent maintenant être imprimées si proches les unes des autres que des effets tels que le tunnelage d'électrons doivent être pris en compte. Travailler sur des ordinateurs optiques numériques, qui traitent et stockent des données à l'aide de la lumière et d'objectifs, peut aider à surmonter cette limitation.
Les nanotechnologies peuvent conduire à une toute nouvelle variété d’informatique mécanique. Les données peuvent être stockées et traitées numériquement au niveau de molécules simples ou de petits groupes de molécules. Un nombre impressionnant d'éléments de calcul moléculaire s'intégreraient dans un espace relativement réduit. Cela pourrait considérablement augmenter la vitesse et la puissance des ordinateurs numériques.