בקרת אש ימית
מערכות בקרת אש מודרניות

מחשבי בקרת אש מודרניים, כמו כל המחשבים בעלי הביצועים הגבוהים, הם ספרתיים. הביצועים הנוספים מאפשרים בעצם להוסיף כל קלט, מצפיפות אוויר ורוח, ועד לבלאי של קני התותח ועיוותים עקב חימום. תופעות מסוג זה מורגשות עבור כל סוג של כלי נשק, ומחשבי בקרת אש החלו להופיע בפלטפורמות קטנות יותר ויותר. טנקים היו אחד השימושים המוקדמים שהיה להנחיית תותחים אוטומטית, באמצעות מד טווח לייזר ומד עיוות קנה. מחשבי בקרת אש אינם שימושיים רק עבור תותחים גדולים. ניתן להשתמש בהם לכוון מקלעים, תותחים קטנים, טילים מונחים, רובים, רימונים, רקטות - כל סוג של נשק שנתוני השיגור ומסלול הירי שלהם יכולים להשתנות עד לפגיעה במטרה. הם מותקנים בדרך כלל על ספינות, צוללות, מטוסים, טנקים ואפילו על כמה כלי נשק קלים - למשל, משגר הרימונים שפותח לשימוש על רובה סער בול-גרופ Fabrique Nationale F2000. מחשבי בקרת אש עברו את כל שלבי הטכנולוגיה שיש למחשבים, עם כמה עיצובים המבוססים על טכנולוגיה אנלוגית ומאוחר יותר שפופרות ריק שהוחלפו מאוחר יותר בטרנזיסטורים ומעגלים משולבים. כיום במערכות בקרת אש יש בדרך כלל ממספר מחשבים זהים או שונים, לפי הצרכי העיבוד, הבנויים בטכנולוגיה של "מחשב על גבי כרטיס יחיד" או לעיתים ממיני-מחשבים מוקשחים לרמה צבאית.
מערכות בקרת אש משולבות לעיתים קרובות עם חיישנים (כגון סונאר, מכ"ם, חיפוש ועקיבה של תמונת אינפרא אדום, מודדי טווח לייזר, מד רוח, שבשבת רוח, מדי חום, ברומטרים וכו') על מנת לצמצם או לבטל את כמות מידע שיש להזין ידנית על מנת לחשב פתרון יעיל. סונאר, מכ"ם, IRST ומודדי טווח יכולים לתת למערכת את הכיוון ו/או המרחק של המטרה. חיישן עיקרי של מערכת בקרת האש הוא המכ"ם. בדור של מלחמת העולם השנייה המכ"ם היה בדרך כלל על המכוון או על צריח התותח במוצב בודד ואז סיפק רק כיוון וטווח למטרה. מאוחר יותר נעשה שימוש במכ"ם אשר מוקם כך שיהיו לו מעט הפרעות לקו הראייה ככל האפשר. המכ"ם היה מסוגל עתה גם לחפש, לרכוש ולנעול על המטרה תוך כדי מתן נתוני כיוון, הגבהה וטווח באופן שוטף למערכת החישוב ולמפעילים. התפתחויות נוספות באנטנות ובעיבוד אותות המכ"ם מאפשר כיום לתת לבקרת האש את כל הנתונים הדרושים לה, ובדיוק כמו מכ"ם עקיבה עצמאי לפחות, לצורך הנחיית טילים ו/או תותחים תוך כדי סריקה של כל המרחב בהסתברות גילוי ודיוק נתונים אשר נדרשים על ידי מערכת הנשק. מכ"ם חיפוש ועקיבה ומערכת בקרת אש מודרנית פתח אפשרויות חדשות, מעבר להעסקת ים - ים וים - אוויר, נוספה גם יכולת להעסקמדויקת של מטרות בחוף על ידי ספינות, על ידי נעילה על נקודה בחוף אשר עליה ניתן היה לבצע נעילת מכ"ם בקרת האש בקרבת המטרה להעסקה. במצב זה הוזנו נתוני מיקום המטרה למערכת בקרת האש אשר ביצעה חישוב של נתוני הירי אל המטרה בהתחשב בנתוני נעילת המכ"ם ומיקום המטרה ביחס למיקום המטרה לשם חישוב ההסטה שנדרשה בנתוני הירי לתותחים לעומת נתוני הנעילה של המכ"ם. שיטה זאת השיגה ירי ארטילרי מדויק יותר מספינה לחוף, מאשר ירי דומה שבוצע על סמך המיקום הגאוגרפי של הספינה ושל המטרה על בסיס של מיקומים גאוגרפיים אשר סבל מאי דיוק גדול יותר מזה של המכ"ם.
לחלופין, ניתן לספק כוונת אופטית שמפעיל יכול פשוט להצביע על המטרה, וזה קל יותר מאשר שמישהו יזין את הטווח בשיטות אחרות ונותן למטרה פחות אזהרה על כך שעוקבים אחריה. בדרך כלל, כלי נשק הנורים לטווחים ארוכים זקוקים למידע סביבתי - ככל שתחמושת נורתה רחוק יותר, כך הרוח, הטמפרטורה, צפיפות האוויר וכו' ישפיעו על מסלולו, כך שמידע מדויק הוא חיוני לפתרון טוב. לפעמים, עבור רקטות ארוכות טווח מאוד, יש לקבל נתוני מזג אוויר סביבתיים בגובה רב או בין נקודת השיגור למטרה. לעיתים קרובות משתמשים בלוויינים או בלונים לאיסוף מידע זה.
לאחר חישוב פתרון הירי, מערכות בקרת אש מודרניות רבות מסוגלות גם לכוון ולירות את הנשק/ים. שוב, זה לטובת המהירות והדיוק, ובמקרה של רכב כמו מטוס או טנק, על מנת לאפשר לטייס/תותחן/וכו'. לבצע פעולות אחרות בו-זמנית, כגון עקיבה אחר המטרה או הטסת המטוס. גם אם המערכת לא מסוגלת לכוון את הנשק עצמו, למשל את התותח הקבוע במטוס, היא מסוגלת לתת למפעיל הוראות כיצד לכוון. בדרך כלל, התותח מצביע ישר קדימה והטייס חייב לתמרן את המטוס כך שיכוון נכון לנקודת העתיד של המטרה. ברוב המטוסים הוראת הכוונה לובשת צורה של סמן מוגדר ("פיפר") אשר מוקרן על תצוגה עילית (HUD). הפיפר מראה לטייס היכן המטרה צריכה להיות ביחס לכלי הטיס כדי לפגוע בה. ברגע שהטייס מתמרן את המטוס כך שהמטרה והפיפר יהיו מונחים אחד מעל השני, הוא יורה את הנשק, או במטוס כלשהו הנשק יורה אוטומטית בשלב זה, על מנת להתגבר על העיכוב של הטייס. במקרה של שיגור טיל, מחשב בקרת האש עשוי לתת לטייס משוב לגבי האם המטרה נמצאת בטווח של הטיל ומה הסיכוי שהטיל יפגע אם ישוגר בכל רגע מסוים. לאחר מכן הטייס ימתין עד שקריאת ההסתברות תהיה גבוהה באופן משביע רצון לפני שיגור הנשק.