Комп'ю́тер (від — обчислювач), обчи́слювальна маши́на — програмно-керований пристрій для обробки інформації шляхом орудування (оперування) даними, поданими у числовому вигляді. За своєю будовою обчислювальна машина може бути механічним або немеханічним (електронним чи на інших засадах) пристроєм, призначеним для проведення обчислень, які можуть відбуватися дискретно або безперервно. Комп'ютер здійснює роботу, застосовуючи переміщення будь-яких механічних частин, рух електронів, фотонів або інші фізичні явища.
У вужчому значенні «комп'ютер» — це електронний пристрій з можливістю програмування, який здійснює обчислення за заздалегідь визначеним алгоритмом, оскільки з другої половини ХХ ст. майже всі комп'ютери створені з використанням електронних пристроїв як робочих вузлів.
Перші комп'ютери були призначені лише для виконання обчислень, але на сьогодні (2020-і) комп'ютери використовують у промисловості та техніці як системи керування — вони є невід'ємною частиною складної побутової техніки (телевізори, пральні машини, мікрохвильові печі, телефони), промислових роботів, АСУ, електронних систем для транспортних засобів, військової техніки та озброєння.
Сучасний комп’ютер складається з центрального процесора, який відповідає за обробку інформації, та пристрою пам’яті на основі напівпровідникових мікросхем, в якому інформація зберігається. Результат виконаної роботи може бути поданий користувачеві за допомогою різних пристроїв виведення інформації: у вигляді зображення на екрані монітора, роздрукований на папері за допомогою принтера, відтворений у звуковій формі або іншим доступним способом. Пристрої введення (клавіатури, миші, джойстики тощо) дають змогу також вводити дані в систему із зовнішніх джерел.
Для більшості сучасних комп'ютерів алгоритм і дані, необхідні для його роботи, подають у вигляді електричних сигналів, які зберігаються у пам'яті комп'ютера у двійковій формі. Дії щодо обробки інформації зводяться до застосування алгебри логіки до цих числових значень. Оскільки майже вся математика зводиться до виконання булевих операцій, електронний комп'ютер застосовують для розв’язання більшості математичних задач і завдань з обробки інформації, які можуть бути зведені до математичних операцій. Водночас виявлено, що комп'ютери не здатні розв’язати будь-яку математичну задачу — вперше на такі обмеження вказав англійський математик Алан Тюрінг.
Етимологія Слово «комп'ютер» є похідним від англійських слів to compute, computer, які перекладаються як «обчислювати», «обчислювач» (англійське слово, своєю чергою, походить від латинського — «вирахувати»). Спочатку англійською мовою це слово означало людину, яка проводить арифметичні обчислення із залученням або без залучення механічних пристроїв. Надалі його значення було перенесене на самі обчислювальні машини, проте сучасні комп'ютери виконують безліч завдань, не пов'язаних безпосередньо з математикою.
Вперше трактування слова «комп'ютер» з'явилося 1896 року в Оксфордському словнику англійської мови. Його укладачі тоді розуміли комп'ютер як механічний обчислювальний пристрій. В 1946 році у словнику з'явилися доповнення, що дають змогу виокремити поняття цифрового, аналогового і електронного комп'ютера.
В українській мові англіцизм «комп'ютер» за своєю суттю є тотожним терміну «електронно-обчислювальна машина»(ЕОМ), який вживається у науковій-технічній літературі та юридичній практиці як більш загальний термін, в історичному сенсі — щодо обчислювальної техніки 1940-1980-х років і для позначення великих обчислювальних пристроїв чи серверного обладнання (на відміну від персональних комп'ютерів).
В часи розповсюдження аналогових обчислювальних машин, які, фактично, реалізовували процес фізичного моделювання з отриманням результату вимірюванням, для електронних обчислювальних машин використовували назву «цифрова електронна обчислювальна машина» (ЦЕОМ, ЦОМ) або «лічильна» машина (для підкреслення того, що цифрова електронна машина саме реалізує безпосередньо обчислення результату).
Історія появи комп'ютерів
1941 рік — німецький інженер Конрад Цузе створює обчислювальну машину Z3, що мала всі властивості сучасного комп'ютера. 1942 рік — в Університеті штату Айова () Джон Атанасов () та його аспірант Кліффорд Беррі () створили (а точніше — розробили та почали монтувати) першу в США електронну цифрову обчислювальну машину (). Хоча ця машина так і не була завершена (Атанасов пішов у діючу армію), вона, як пишуть історики, мала великий вплив на Джона Моклі, який створив через два роки перший комп'ютер ENIAC. Цей комп'ютер був створений на замовлення міністерства оборони США. ENIAC був завдовжки — 30 м, заввишки — 2,40 м і вагою . Ці машини були дуже ненадійними, наприклад, 1952 року на ENIAC було замінено дев'ятнадцять тисяч ламп — більше, ніж він містить. В його конструкції було використано 18 тисяч радіоламп, через що випромінюваного тепла було надто багато тож для охолодження були прилаштовані кондиціонери. Швидкодія становила 5 тис. операцій на секунду. Програму набирали вручну перемикачами та кабелями на спеціальному полі. Математик з Америки Джон фон Нейман вирішив записувати програму на електронну пам'ять комп'ютера, збільшив його швидкість. Згодом він запропонував використати двійкову систему для обчислень і запису команд програми. На початку 1943 року успішні випробування пройшла перша американська обчислювальна машина «Марк I», призначена для виконання складних балістичних розрахунків ВМФ США. В кінці 1943 року запрацювала англійська обчислювальна машина спеціального призначення «Колосс». Машина працювала над розшифровкою секретних кодів нацистської Німеччини. В 1944 році Конрад Цузе розробив ще швидшу обчислювальну машину Z4. 1946 став роком створення першої універсальної електронної цифрової обчислювальної машини ENIAC. В 1950 році в Києві під керівництвом академіка Лебедєва була створена перша в континентальній Європі ЕОМ — МЕОМ. В 1965 році випущено перший мінікомп'ютер PDP-8, що мав розмір холодильника і вартість 20 тис. доларів США. 1967 став роком, присвяченим формальним методам проєктування електронних обчислювальних машин під керівництвом Глушкова. 1965–1969 — наступним проривом української кібернетики стала серія машин «МІР», розроблена в Інституті кібернетики АН УРСР під керівництвом Віктора Глушкова. Її улаштування мало передову апаратну реалізацію мови програмування високого рівня та інтерпретацію аналітичних виразів. Технологія настільки випереджала тогочасні американські аналоги, що 1967 року на виставці в Лондоні ЕОМ «МІР-1» придбала американська корпорація IBM, що стало унікальним випадком купівлі радянської обчислювальної техніки компанією США. В 1971 році вчені групи Федеріко Фаджині (Federico Faggin), що працювали на фірму Intel, створили перший однокристальний мікропроцесор Intel 4004 (розрядність даних — 4 біти), який використовувався в мікрокалькуляторах. В 1974 році — компанія MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) розробила перший мікрокомп'ютер Altair 8800 на основі 8-бітного мікропроцесора Intel 8080. У серпні 1981 р., новий комп'ютер під назвою IBM PC, офіційно показаний публіці, швидко набув великої популярності у користувачів.
Пам’ять перших комп’ютерів
EDSAC (1949, Кембридж, Велика Британія) — застосовував ртутні трубки (mercury delay lines) для збереження даних. Atlas (1950, США) — використовував магнітний барабан — обертовий циліндр з феромагнітним покриттям. МЕОМ (1950, Україна, напівзруйнований після Другої світової війни Київ) — застосовувала електронні тригери для пам’яті, що було значно надійніше й швидше.
+ Історія обчислювальної техніки Перше покоління (механічні й електромеханічні пристрої) Калькулятори Антикітерський механізм, Різницева машинаПрограмовані пристрої ткацький верстат Жакарра, Аналітична машина, Марк I, Z3 Друге покоління (електронні вакуумні прилади) Калькулятори калькулятор Атанасова-Беррі, IBM 604, UNIVAC 60, UNIVAC 120Програмовані пристрої Колосс, ENIAC, EDSAC, Ferranti Pegasus, Ferranti Mercury, CSIRAC, EDVAC, UNIVAC I, IBM 701 , IBM 702, IBM 650, Z22, МЕСМ Третє покоління (на дискретних транзисторах і мікросхемах) Мейнфрейми IBM 7090, IBM 7080, IBM System/360, BUNCHМінікомп'ютери PDP-8, PDP-11, IBM System/32, IBM System/36 Четверте покоління (надвеликі інтегральні схеми) Мінікомп'ютери VAX, IBM System i 4-бітні комп'ютери Intel 4004, Intel 4040 8-бітні комп'ютери Intel 8008, Intel 8080, Motorola 6800, Motorola 6809, MOS Technology 6502, Zilog Z80 16-бітні комп'ютери Intel 8088, Zilog Z8000, WDC 65816/65802 32-бітні комп'ютери Intel 80386, Pentium, Motorola 68000, ARM 64-бітні комп'ютери Alpha, MIPS, PA-RISC, PowerPC, SPARC, x86-64 Вбудовані комп'ютери Intel 8048, Intel 8051 Персональний комп'ютер настільний комп'ютер, домашній комп'ютер, портативний комп'ютер, особистий цифровий помічник (PDA), Tablet PC Теоретичні й експериментальні проекти Квантовий комп'ютер, хімічний комп'ютер, ДНК-комп'ютер, оптичний комп'ютер, спінтронний комп'ютерD-Wave
+Обладнання та можливі додаткові пристрої Периферійні пристрої (введення/виведення) Введення Миша, клавіатура, джойстик, сканер, вебкамера, графічний планшет, мікрофон Виведення Монітор, принтер, гучномовець Носії інформації Гнучкі диски, жорсткий диск, оптичний диск, телетайп Системи обміну даними невелика відстань RS-232, SCSI, PCI, USB великі відстані (комп'ютерні мережі) Ethernet, ATM, FDDI
Будова сучасного електронного комп'ютера Більшість сучасних обчислювальних машин мають блочно-модульну конструкцію: апаратну конфігурацію, необхідну для виконання певних робіт, можна складати з готових вузлів і блоків.
Системний блок — це основний вузол, у якому зібрані найважливіші компоненти персонального комп'ютера. Основною компонентою є материнська плата — своєрідний «фундамент» для всіх складових комп'ютера. Саме в неї вставляються всі основні пристрої: відеокарта, оперативна пам'ять, процесор, жорсткі диски тощо. Інакше кажучи, це платформа, на якій будується вся конфігурація комп'ютера. На ній розміщені: центральний процесор; шини — системи передавання даних і сигналів керування; оперативна пам'ять — набір мікросхем, призначених для зберігання даних під час їхнього безпосереднього опрацювання; постійна пам'ять — мікросхеми, призначені для постійного зберігання інформації, зокрема й за вимкненого живлення.
Завдяки тому, що чимало компонентів інтегровано безпосередньо в материнську плату, не всі вони можуть бути представлені як окремі складові елементи, прикладом — є плати із вмонтованими звуковою і відеокартами.
Центральний процесор (Central processing unit) — функціональна частина ЕОМ, призначена для інтерпретації команд програми, керування пристроями комп'ютера та виконання арифметичних і логічних операцій над даними. Зазвичай це компактний напівпровідниковий пристрій, що встромляється в гніздо на материнській платі.
За кількістю процесорних роз'ємів (сокетів) вирізняють однопроцесорні й багатопроцесорні (мультипроцесорні) материнські плати. Водночас за кількістю ядер у структурі самого центрального процесора вирізняють одноядерні й багатоядерні (мультиядерні) процесори.
Види
За призначенням
Калькулятор Консольний комп'ютер Мінікомп'ютер Мейнфрейм Персональний комп'ютер Настільний комп'ютер Ноутбук (лептоп) Субноутбук Нетбук Смартбук Планшетний комп'ютер Ultra-Mobile PC Інтернет-планшет Електронна книга (пристрій) Ігрова приставка (ігрова консоль) Кишеньковий комп'ютер (КПК) Комунікатор Смартфон Натільний комп'ютер Робоча станція Комп'ютер для операцій з функціями Сервер Суперкомп'ютер
За системою числення двійкові трійкові четвіркові десяткові
Елементна основа релейні лампові ферритодіодні транзисторні дискретні транзисторні інтегральні
Фізична реалізація