Tölva

**Tölva** er rafeindatæki sem hægt er að forrita til að framkvæma röð reikni- eða rökaðgerða sjálfvirkt. Nútímatölvur geta unnið úr, geymt og birt mikið magn stafrænna gagna á miklum hraða samkvæmt forskrift forrita. Vegna þess hve forrit geta verið fjölbreytt er hægt að nota tölvur til að leysa mjög ólík verkefni. Heitið „tölvukerfi“ er stundum notað yfir heildarsamsetningu tölvu, það er vélbúnað, stýrikerfi, hugbúnað og jaðartæki; eða yfir hóp samtengdra tölva í tölvuneti eða tölvuklasa.

Tölvur eru hluti af alls kyns rafeindatækjum sem notuð eru í iðnaði eða sem heimilistæki; til dæmis örbylgjuofnum, fjarstýringum og þjörkum. Einkatölvur og ýmis snjalltæki, eins og snjallsímar, eru notuð vegna almennrar tölvuvirkni. Tölvur eru líka undirstaða Internetsins sem tengir milljarða notendatölva saman. Tölvan er líklega ein áhrifamesta uppfinning 20. aldarinnar og tölvutækni hefur gjörbreytt aðstæðum fólks til vinnu og leiks um allan heim.

## Saga og þróun

Fyrstu tölvurnar voru hannaðar fyrir flókna útreikninga. Áður hafði fólk notast við einföld hjálpartæki á borð við talnagrindur og eftir að iðnbyltingin hófst voru smíðaðar vélar til að taka við einhæfum verkefnum, eins og til að útfæra mynstur í vefstólum. Hliðrænar tölvur voru hannaðar undir lok 19. aldar. Fyrstu stafrænu tölvurnar litu dagsins ljós í síðari heimsstyrjöld. Fyrstu smárarnir sem byggðust á hálfleiðaratækni komu fram seint á 5. áratug 20. aldar og fyrstu samrásirnar seint á 6. áratugnum. Fyrsti örgjörvinn kom á almennan markað árið 1971 og leiddi til tölvubyltingarinnar. Síðan þá hefur hraði, afl og notagildi tölva margfaldast. Fjöldi smára á hverja flatarmálseiningu hefur nær tvöfaldast á tveggja ára fresti (lögmál Moores). Þetta olli stafrænni byltingu seint á 20. öld og í upphafi þeirrar 21.

Hefðbundin tölva inniheldur yfirleitt að minnsta kosti eina úrvinnslueiningu (yfirleitt miðverk í einni samrás, eða örgjörva) ásamt einhvers konar tölvuminni (yfirleitt minnisrásum). Úrvinnslueiningin framkvæmir reikniaðgerðir og stýrieining getur breytt röð aðgerða út frá upplýsingum í minni. Tölvur notast við fjölbreytt jaðartæki, eins og lyklaborð, tölvumýs, tölvuskjái, snertiskjái o.s.frv. Jaðartækin taka við upplýsingum úr umhverfi tölvunnar, geyma þær og birta. 

IBM tilkynnti árið 2018 að þeir hefðu búið til minnstu tölvu í heimi (1 millimeter á kant, og notar bálkakeðjutækni), en fáum mánuðum síðar í júní 2018 tilkynnti Michigan-háskóli um gerð enn minni tölvu (0,3 millimetrar á kant; tölvan frá IBM er 10 sinnum stærri), þar sem grjón er risastórt í samanburði. Sú tölva er með þráðlausu „neti“, en þar sem hún er of lítil fyrir loftnet er ljós notað.

## Heiti

Enska orðið *computer* er dregið af latnesku sögninni *computare* „ætla“ eða „reikna“. Á 17. öld var tekið að nota orðið yfir „reiknara“, fólk sem fékkst við útreikninga að atvinnu. Þetta starf var við lýði fram undir miðja 20. öld og var þá aðallega unnið af konum. Fyrstu rafrænu tölvurnar sem komu fram á sjónarsviðið voru kallaðar „greiningarvélar“, „sjálfvirkar vélar“, „rafmagnsreiknar“ og síðar „Turingvélar“. Elsta dæmið um notkun orðsins *computer* yfir rafræna reiknivél er frá 1945. Fyrsta tölvan sem var almennt kölluð *computer* var ENIAC frá 1946, þótt til séu mörg dæmi um eldri tæki sem með réttu mætti kalla tölvur.

Þegar fyrsta tölvan kom til Íslands árið 1963 voru ýmis heiti höfð um hana, eins og „rafreiknir“, „rafeindaheili“, „rafeindareiknir“ og einnig enska tökuorðið „*computer*“. Vilmundur Jónsson, landlæknir, stakk upp á orðinu „hjarni“ (sem merkir „heili“). Árið 1965 kom Sigurður Nordal prófessor við Háskóla Íslands með nýyrðið „tölva“. Orðið er samrunaorð orðanna „tala“ og „völva“ og fallbeygist eins og „völva“, „slöngva“ eða sérnafnið Röskva. Þorsteinn Gylfason sagðist hafa verið viðstaddur þegar Sigurður fékk hugmyndina, og að orðið hafi verið orðið alkunnugt á nokkrum vikum og öll hin nýyrðin dáið drottni sínum. 

Samkvæmt málvenju og málfræði er rétt nefnifallsmynd orðsins „tölva“ en ekki „talva“. Orðið er samrunaorð myndað úr orðunum „tala“ og „völva“. Það beygist eins og orðið „völva“ (tölva – tölvu – tölvu – tölvu). 

## Innri gerð tölva
Tölva samanstendur af nokkrum einingum eða hlutum sem vinna saman. Venjan er að þeim sé raðað á móðurborð.

### Minni
Minni tölva er röð af númeruðum einingum sem hver inniheldur tölulegar upplýsingar. Upplýsingarnar geta ýmist verið skipanir sem tölvan framkvæmir eða gögn sem tölvan les eða skrifar.

Stærð, fjöldi og gerð minniseininganna er mjög breytilegur milli tölva og flestar nútíma tölvur nota nokkrar mismunandi gerðir minnis (td. flýtiminni, vinnsluminni og harða diska).

### Miðverk
Miðverkið samanstendur af stýri-, reikni- og rökverki ásamt inniminni, staflageymslu, skipunarpípu o.fl.. Í dag er miðverkið venjulega haft á einni kísilflögu sem kallast örgjörvi. Örgjörvinn er samsettur úr mörgum smárum og öðrum smáhlutum og sér um að túlka og vinna úr öllum aðgerðum forritanna á tölvunni og venjulega úr öllum ílags- og frálagsbúnaði.

### Ílag og frálag (inntak og úttak)
Ílags- og frálagsbúnaður (e. *input- and outputdevices*) er heiti sem er notað bæði þegar verið er að tala um forrit og búnað eins og lyklaborð, skjá, harðadiska og netkort. Til er búnaður sem tekur annað hvort bara við upplýsingum eða sendir bara frá sér (e. *input or output-only*), en flest tæki gera hvort tveggja, jafnvel prentarar og skjáir. Á öllum venjulegum heimilistölvum er grunnstýringarkerfi eða *BIOS* (e. *Basic Input/Output System* ) þetta kerfi er geymt á lítilli flögu sem er á móðurborðinu. Örgjörvinn notar grunnstýringarkerfið þegar tölvan er ræst, það sér um að koma fyrir nauðsynlegum upplýsingum í vinnsluminni tölvunnar svo stýrikerfið geti ræst sig. Jafnframt stjórnar grunnstýringarkerfið upplýsingaflæði á milli ílags- og frálagsbúnaðar og kjarna stýrikerfisins.

## Tegundir

* Borðtölva – liggur á skrifborði í heimili eða á skrifstofu
* Einkatölva – ætluð einum notanda í einu
* Fartölva – ætluð að vera borin
* Ofurtölva – mjög stór og kraftmikil
* Spjaldtölva – flytjanleg tölva með snertiskjá
* Vasatölva – smá tölva sem má setja í vasa
* Örtölva – með örgjörva sem miðverk

## Tengt efni
* Tölvumálvísindi/tölvufræðileg málvísindi
* Tölvunarfræði

## Heimildir

## Tenglar

* ''Almenningstölvan''; 1. grein í Lesbók Morgunblaðsins 1983 
* ''Almenningstölvan''; 2. grein í Lesbók Morgunblaðsins 1983