Ηλεκτρονικός υπολογιστής

Εσφαλμένες Αντιλήψεις

Στην σύγχρονη εποχή, η χρήση της λέξης «υπολογιστής» έχει ταυτιστεί με τους προσωπικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η σωστή ωστόσο ερμηνεία  ενός υπολογιστή είναι κυριολεκτικά : "Μια συσκευή που υπολογίζει, συχνά ένα προγραμματιζόμενο (συνήθως) ηλεκτρονικό μηχάνημα που εκτελεί υψηλής ταχύτητας μαθηματικές ή λογικές πράξεις ή λειτουργίες με τις οποίες συγκεντρώνει, αποθηκεύει, συσχετίζεται, ή με άλλο τρόπο επεξεργάζεται πληροφορίες.''  Κάθε συσκευή που επεξεργάζεται πληροφορίες μπορεί να θεωρηθεί υπολογιστής, ειδικά εάν η επεξεργασία αυτή έχει σκοπό.

Τεχνητή Νοημοσύνη

Ένας υπολογιστής θα λύσει τα προβλήματα ακριβώς με τον τρόπο που έχει προγραμματιστεί , χωρίς να λαμβάνει υπόψη την αποδοτικότητα, τις εναλλακτικές λύσεις, πιθανές συντομεύσεις, ή και πιθανά σφάλματα στον κώδικα. Τα προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών που μαθαίνουν να προσαρμόζονται αποτελούν μέρος του αναδυόμενου τομέα της τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης

Ταξινόμηση των υπολογιστών

Οι ακόλουθες ενότητες περιγράφουν ταξινομήσεις
των υπολογιστών ως προς διάφορα κριτήρια.

Ταξινόμηση ως προς την τεχνολογία υλοποίησης

Ένας λιγότερο διφορούμενος τρόπος ταξινόμησης των υπολογιστών είναι ως προς την τεχνολογία υλοποίησης.
Οι πρώτοι υπολογιστές ήταν καθαρά μηχανικοί. Τη δεκαετία του 1930 ηλεκτρομηχανικά μέρη χρησιμοποιήθηκαν στις τηλεπικοινωνίες και το 1940 ο πρώτος καθαρά ηλεκτρονικός υπολογιστής κατασκευάστηκε με λυχνίες. Από την δεκαετία του 1950 οι λυχνίες σταδιακά αντικαταστάθηκαν με τρανζίστορ και στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970 άρχισαν να χρησιμοποιούνται τα ολοκληρωμένα κυκλώματα από ημιαγωγούς με τα οποία έγιναν και οι μικροϋπολογιστές που αποτελούν μέχρι σήμερα την κυρίαρχη τεχνολογία δημιουργίας υπολογιστών.
Στις μέρες μας γίνονται έρευνες προς άλλες τεχνολογίες υλοποίησης που στοχεύουν στην δημιουργία οπτικών υπολογιστών και κβαντικών υπολογιστών.

Ταξινόμηση ως προς χαρακτηριστικά σχεδίασης

Μερικά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά σχεδίασης και υλοποίησης υπολογιστών είναι τα παρακάτω.

Μηχανικός έναντι Ηλεκτρονικού

Έχουν επικρατήσει οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Υπερέχουν από κάθε άποψη: ταχύτητας, όγκου, κόστους, κλπ.

Ψηφιακός έναντι Αναλογικού

Δύο ήταν οι σημαντικοί τύποι υπολογιστών: οι ψηφιακοί και οι αναλογικοί. Άλλοι τύποι όπως οι κβαντικοί είναι ακόμα σε πειραματικό στάδιο.
Στους ψηφιακούς υπολογιστές η πληροφορία κωδικοποιείται με ακολουθίες δυαδικών ψηφίων. Δηλαδή η τιμή της τάσης που διαπερνά τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχει δύο αυστηρά διακριτές τιμές. Έτσι οδηγώντας τη μια από τις δυο τιμές στην είσοδο ενός κυκλώματος, πραγματοποιούμε το ένα από τα δυο δυαδικά ψηφία (π.χ. 0 Volt για το 0 και 5 Volt για το 1). Αντίθετα στους αναλογικούς υπολογιστές, η πληροφορία από τον έξω κόσμο κωδικοποιείται μέσα στον υπολογιστή σαν ένα σήμα συνεχές, που ως ηλεκτρικό ρεύμα θα είχε άπειρες πιθανές τιμές τάσης μέσα σε κάποια όρια.
Από την δεκαετία του 1940 οι αναλογικοί υπολογιστές υπερκεράστηκαν από τους ψηφιακούς για λόγους ευκολίας και απόδοσης, με αποτέλεσμα στην καθημερινότητα όταν μιλάμε για υπολογιστή να εννοούμε αποκλειστικά τον ψηφιακό υπολογιστή.

Δυαδικός έναντι δεκαδικού

Μια σημαντική σχεδιαστική εξέλιξη στους ψηφιακούς υπολογιστές ήταν η εισαγωγή του δυαδικού συστήματος ως τρόπου αναπαράστασης πληροφορίας στο εσωτερικό του υπολογιστή το 1941. Αυτή η εξέλιξη απάλλαξε τους υπολογιστές από την ανάγκη χρήσης πολύπλοκων μηχανισμών που απαιτούνταν για την επεξεργασία πληροφοριών κωδικοποιημένων με άλλα αριθμητικά συστήματα όπως το Δεκαδικό σύστημα. Η υιοθέτηση του δυαδικού συστήματος απλοποίησε την διαδικασία σχεδίασης ενός υπολογιστή μέσω της χρήσης της άλγεβρας Μπουλ. Το δυαδικό σύστημα ταίριαξε τέλεια με την τεχνολογία ηλεκτρονικών στοιχείων που λειτουργούσαν σε δύο διακριτές καταστάσεις.

Σφάλματα

Τα σφάλματα σε προγράμματα υπολογιστή είναι γνωστά ως "bugs". Μπορούν να μην είναι σοβαρά και να μην επηρεάζουν τη χρησιμότητα του προγράμματος, ή να έχουν μόνο μικρές επιδράσεις. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να κάνουν το πρόγραμμα ή το σύνολο του συστήματος να "κολλάει", δηλαδή να μην είναι ανταποκρίσημο σε ενέργειες όπως η ανάγνωση συσκευών εισόδου. Το σύστημα μπορεί να μην ανταποκρίνεται στην είσοδο από το ποντίκι ή το πληκτρολόγιο, ή ακόμη να καταρρέει και να είναι αναγκαία η επανεκκίνησή του. Μερικές φορές καλοήθη σφάλματα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για κακόβουλους σκοπούς από έναν παράνομο ο οποίος χρησιμοποιεί τα λεγόμενα exploits, ένας κώδικας σχεδιασμένος  να επωφελείται από ένα σφάλμα και να διαταράσσει την ορθή εκτέλεση προγραμμάτων ενός υπολογιστή. Τα σφάλματα σε ελάχιστες των περιπτώσεων οφείλονται στο υλικό του υπολογιστή. Δεδομένου ότι οι υπολογιστές απλώς εκτελούν τις οδηγίες που τους δίνονται υπό μορφή προγράμματος, τα σφάλματα είναι σχεδόν πάντα το αποτέλεσμα λάθους του προγραμματιστή ή παράληψης στον σχεδιασμό του προγράμματος.

Δυνατότητα προγραμματισμού

Η ικανότητα να προγραμματιστεί ένας υπολογιστής τροφοδοτώντας τον με ένα σύνολο εντολών προς εκτέλεση, χωρίς να χρειαστεί να αναδιαμορφωθεί η φυσική διάταξή του (όπως γινόταν με τις καλωδιώσεις και τους χιλιάδες διακόπτες των πρώτων υπολογιστών), είναι ένα θεμελιώδες σχεδιαστικό στοιχείο των σύγχρονων υπολογιστών. Αυτό το χαρακτηριστικό επεκτάθηκε όταν οι υπολογιστές μπόρεσαν να ελέγξουν δυναμικά την ροή της εκτέλεσης των εντολών ενός προγράμματος βασιζόμενοι σε ενδιάμεσα αποτελέσματα του υπολογισμού.

Αποθήκευση

Κατά τη διάρκεια εκτέλεσης ενός υπολογισμού, είναι συχνά χρήσιμο να αποθηκεύσουμε ενδιάμεσα αποτελέσματα για να τα χρησιμοποιήσουμε μετά σε άλλους υπολογισμούς. Η απόδοση πολλών υπολογιστών καθορίζεται σημαντικά από την ταχύτητα με την οποία μπορούν να διαβάσουν τιμές από τη μνήμη και να γράψουν τιμές σ' αυτήν, καθώς και από τη συνολική της χωρητικότητα. Αρχικά η μνήμη χρησιμοποιούνταν μόνο για την αποθήκευση ενδιάμεσων τιμών κατά την εκτέλεση ενός υπολογισμού αλλά κατά την δεκαετία του 1940 εφαρμόσθηκε η ιδέα ότι και το ίδιο το πρόγραμμα θα μπορούσε να αποθηκευτεί στην μνήμη. Αυτή η εξέλιξη οδήγησε στην ανάπτυξη του πρώτου υπολογιστή με αποθηκευμένο πρόγραμμα, που είναι και ο τύπος του σύγχρονου υπολογιστή.

Δυνατότητα ψηφιακού εγγραμματισμού

Με τον όρο αυτό εννοούμε τη δυνατότητα επέκτασης και καλλιέργειας της δεξιότητάς μας και της γνώσης στη χρήση των ηλεκτρονικών ή ψηφιακών μέσων, εδώ, στον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Γενικά, ο ψηφιακός εγγραμματισμός αφορά περισσότερο τους χρήστες που είναι ικανοί να διαχειρίζονται τον υπολογιστή με επιδεξιότητα και εμπειρία, όπως είναι ο προγραμματισμός, η δημιουργία ιστοσελίδων, ανάρτηση αρχείων ή βίντεο σε αυτές, ο τρόπος λειτουργίας του ηλεκτρονικού υπολογιστή, τα διάφορα εξαρτήματα που το αποτελούν και η ικανότητα του να μπορεί να δίνει λύσεις σε τυχόν δυσλειτουργίες του. Είτε είναι λόγω του λογισμικού, κάποιων σφαλμάτων ή ελαττωματική λειτουργία του εξαρτήματος.