Компьютеры по виду рабочей среды

По виду применяемой рабочей среды все компьютерные устройства можно разделить на следующие группы:

1. Квантовые компьютеры.
2. Механические компьютеры.
3. Пневматические компьютеры.
4. Гидравлические компьютеры.
5. Оптические компьютеры.
6. Электронные компьютеры.
7. Биологические компьютеры.

Квантовые компьютеры

Под квантовым компьютером понимается устройство для выполнения процессов вычислений, которое работает на принципах квантовой механики. Квантовая вычислительная машина имеет ряд принципиальных отличий от традиционного представления о компьютерах. Полноформатный квантовый компьютер пока что представляется только гипотетически вероятным вариантом, потому что для его реализации необходимо очень серьёзный прогресс в области теории квантовой физики. Пока эти исследования расположены на передовой линии работ современной физики. Но тем не менее, уже построены первые простые квантовые компьютеры с ограничением до 128 кубитов (квантовый элемент для хранения информации в квантовом компьютере). Вместе с тем, компоненты квантовых компьютеров уже сейчас применяются для повышения производительности действующих классических электронных вычислительных машин.

Механические компьютеры

Механический компьютер –это компьютер, который выполнен на основе механических элементов, например, рычажных механизмов, а не на базе электронных средств аппаратных устройств. Самым известным примером механических компьютеров можно считать механические счётчики, которые применяют вращение шестерён для показа информации на дисплее. Устройства посложнее способны делать операции умножения и деления, а некоторые и дифференциальные операции. Механические компьютеры применялись на заре космической эры, в первых полётах в космос. Начиная с полёта Юрия Алексеевича Гагарина в 1961 году и аж до 2002 года, все пилотируемые советские и, затем, российские космические корабли (серии Восток, Восход и Союз), имели на борту компьютеры «Глобус», которые показывали перемещение Земли под космическим кораблём посредством смещения маленькой модели глобуса земли и демонстрации данных о текущих координатах.

Пневматические компьютеры

Под пневматическим компьютером понимается устройство, которое применяет для выполнения логических операций воздушные струи, протекающие по каналам, имеющим специальный профиль. Примерно с 60-х годов прошлого века такие устройства проектировались для того, чтобы получить оборудование для выполнения расчётов с повышенной стойкостью к радиации. Учёные спроектировали набор элементов, способный выполнять основные логические операции, а также набор элементов памяти, не имеющий механических составляющих частей. Эти компоненты очень надёжны, так как практически не имеют перемещаемых частей и, следовательно, очень износостойки. Если происходит засор каналов логики, то их можно с лёгкостью разобрать и промыть. Пневматический компьютер может функционировать от промышленных пневматических сетей. Сегодня они применяются в промышленных областях, где необходима нечувствительность к вибрационным воздействиям, способность работать в расширенном температурном диапазоне или там, где надо управлять силовыми механизмами на базе пневматики. Есть ещё такие разновидности промышленного производства, в которых использование электрических устройств, даже работающих при небольших питающих напряжениях, крайне не одобряется. Это химические производства органики, работа в шахтах и так далее. Там и по сей день применяют автоматические механизмы на пневматическом приводе.

Гидравлические компьютеры

В 1936 году в Советском Союзе научный работник Владимир Лукьянов сконструировал вычислительный комплекс, в котором все операции математики выполнялись посредством потоков воды. Гидравлический интегратор инженера Лукьянова стал первой в мире вычислительной машиной, которая была способна решать даже дифференциальные уравнения с частными производными. В течении почти пол века этот аппарат был уникальным средством вычислительных операций, которые связаны с обширной областью проблем математической физики. Изначально гидравлический интегратор ИГ-1 предназначался для разрешения несложных одномерных задач. В 1941 году был спроектирован и реализован двухмерный гидроинтегратор, который представлял собой отдельные секции. В дальнейшем, его усовершенствовали, и он стал способен решать трёхмерные задачи.

Оптические компьютеры

Оптическим компьютером называют устройство, работа которого основана на применении оптических процессоров. Если в обычных компьютерах применяются электронные средства обработки информации, то в оптических компьютерах все действия производятся манипуляцией потоков оптических излучений. Это даёт возможность добиваться увеличения производительности вычислительных операций.

Электронные компьютеры

Электронный компьютер –это общеизвестная электронная вычислительная машина, построенная на базе использования достижений в области электроники. В настоящее время это наиболее развитая рабочая среда в компьютерных технологиях. Микропроцессоры проникли практически во все устройства и сферы жизни людей.

Биологические компьютеры

Уже в течение многих десятилетий исследователи хотят создать компьютер, превратив в него живую клетку. Логика этого целевого посыла вполне очевидна, ведь клетки способны сохранять информацию и этот их механизм аналогичен памяти. Поведенческий механизм клеток определяется заложенной в них программой, которая и решает, как отвечать на разные воздействия. Плюс к этому, клетки могут осуществлять некоторые операции с очень высоким быстродействием. Любая живая клетка имеет сложную физическую структуру, которая в теории может сама функционировать как мощный вычислительный комплекс.