Компютърът е устройство с общо предназначение, което може да бъде програмирано да извършва набор от аритметични или логически операции. Възможността поредицата такива операции да бъде променяна позволява компютърът да се използва за решаването на различни задачи. Обикновено целта на тези операции е обработката на въведена информация (данни), представена в цифров (дигитален) вид, резултатът от която може да се изведе в използваема форма.
От функционална гледна точка всички компютри са съставени от четири основни елемента: аритметично-логическо устройство, което изпълнява аритметичните или логически операции; управляващо устройство, което може да променя реда на изпълнение на операциите въз основа на записана информация; памет, в която се съхраняват входните, изходните и евентуални междинни данни; и входно-изходни устройства, чрез които данните постъпват и напускат компютъра. На практика в повечето съвременни компютри аритметично-логическото устройство, управляващото устройство и част от паметта са обединени в общ компонент, наричан централен процесор.
Компютрите могат да имат различно устройство, като чисто механични конструкции са известни още от древността, но почти всички съвременни компютри са електронни. Първите изцяло електронни компютри са създадени в средата на XX век, като най-ранните от тях са с размерите на голямо помещение и с електрическа мощност над 150 киловата. Съвременните машини, базирани на интегрални схеми, имат милиони до милиарди пъти по-висока производителност при мощност от няколко десетки до няколко стотици вата. Днес някои по-прости компютри са достатъчно компактни, за да се поберат в различни мобилни устройства, и достатъчно икономични, за да се захранват от малка батерия.
В ежедневната реч под „компютър“ най-често се разбират персоналните компютри в техните разнообразни форми, които в наши дни са се превърнали в символ на Информационната епоха. В същото време далеч по-многобройни са вградените компютри, част от различни устройства – от MP3 плейъри до изтребители и от играчки до промишлени роботи.
Наименование
В българския език, някога компютрите са наричани също електронноизчислителна машина.
В английски, най-ранното известно използване на думата „компютър“ (на английски: computer, буквално „изчислител“) е в книгата от 1613 година „The yong mans gleanings“ на английския писател Ричарт Брейтуейт. Там с нея е наричан човек, извършващ изчисления, като това остава основното значение на тази дума до средата на 20 век. От края на 19 век тя започва да се използва и в значение, близко до съвременното - машина, която извършва изчисления.[
В българския език, особено в специализираната техническа литература, компютрите първоначално се наричат „електронноизчислителни машини“ или „цифрови електронноизчислителни машини“ (често съкращавано на ЕИМ и ЦЕИМ). Впоследствие се
разпространява и заемката от английски „компютър“.
Класификация на компютрите
Класификация според предназначението- Суперкомпютър - извънредно бърза машина
- Мини суперкомпютър
- Клъстер - множество отделни машини, работещи под управлението на специализирана програма обединяваща тяхната мощност
- Мейнфрейм компютър - предназначен за централизирана обработка на големи масиви от данни и едновременна работа на 100 и повече потребители
- Бизнес сървър
- Миникомпютър - многопотребителска машина, способна да обслужва едновременната работа на 10 и повече потребители
- Работна станция - специализиран мощен компютър
- Персонален компютър - обикновено предназначен за операции, изпълнявани от един човек
- Десктоп компютър
- Виртуален компютър - Webtop 2.0 - изцяло виртуализиран персонален компютър с операционно ядро
- Лаптоп
- PDA
- Контролер - тясно специализиран за изпълнение на определена дейност, обикновено се вгражда в по-сложен уред
Тази класификация е доста неопределена по характер. Това е така, защото непрекъснато се откриват нови приложения на компютрите. Това, което допреди няколко десетилетия е било непосилно за персоналния компютър, днес може да е част от ежедневието на домашния потребител. Затова границите между горните термини е неясна и се променя с времето.
Класификация според технологичното изпълнение
Технологиите за изработка на компютри са се променили много от първоначалното им създаване. Първите компютри са били изцяло механични. През 30-те години на XX век се въвежда използването на релета, а през 40-те Джон Атанасов и Клифърд Бери създават първия електронен компютър (ABC). От 60-те досега компютрите са изцяло транзисторни. Освен тези основни технологии, в развитието на компютрите е имало опити и с други доста екзотични такива. Например, за икономическо моделиране са били използвани канали с различни стеснявания, през които тече вода.
Днес се разработват нови технологии, които да увеличат производителността на компютрите. Ето основните от тях:
- Оптичен компютър
- Квантов компютър
За класифицирането не е толкова важна технологията на изработка, колкото са например функциите, които изпълнява компютърът. Изключение правят единствено квантовите компютри, тъй като тяхната технология би позволила дотолкова да се увеличи скоростта на обработка на информация, че това ще доведе до качествено нови функции на компютъра.
Персонални компютри
Появата на микропроцесорите през 70-те години значително променя устройството и приложението на компютрите. След появата на пазара на първия микропроцесор (Intel 4004) през 1970 година и на първия модел, получил широко разпространение (Intel 8080) през 1974 година, тази група процесори измества почти напълно останалите видове. Основните производители на мейнфрейм компютри и миникомпютри започват собствени разработки, за да подобрят дотогавашните си компютърни архитектури, и създават микропроцесори с набори от инструкции, съвместими с използваните в по-старите им системи хардуер и софтуер. Този процес е съчетан с появата и масовия успех на персоналните компютри.
Докато по-старите модели процесори са съставени от отделни компоненти и множество малки интегрални схеми, разположени върху една или повече платки, микропроцесорите се състоят от много малък брой интегрални схеми, обикновено само една. По-малкият общ размер на процесора, представляващ самостоятелен чип, позволява още по-голямо съкращаване на времето за превключване. Това дава възможност синхронните микропроцесори да достигат тактови честоти от десетки мегахерци до няколко гигахерца. Освен това с нарастването за възможността за конструиране на все по-малки транзистори в интегралните схеми се увеличават силно сложността и броят на транзисторите в отделния процесор. Тази емпирична закономерност е формулирана в наблюдавания от 60-те години до днес закон на Мур, според който технически постижимата плътност на транзисторите в интегралните схеми се удвоява за 18 до 24 месеца.
Въпреки че сложността, размерът, устройството и общият вид на процесорите се променят значително от тяхната поява насам, основните принципи на тяхното функциониране остават приблизително същите. Почти всички съвременни процесори могат да бъдат точно описани като машини на Фон Нойман със съхранявана програма. Въпреки че законът на Мур продължава да е в сила, през последните години се поставя въпроса за ограниченията в технологията на интегралните схеми. Крайната миниатюризация на логическите елементи увеличава въздействието на физични явления, като електромиграцията, които могат да попречат на този процес. Това е една от причините да се търсят нови конструкции на процесорите, като квантовия компютър, както и да се разширяват приложенията на паралелизма и на други методи, разширяващи класическия модел на Фон Нойман.
- Десктоп компютър