Электронные вычислительные машины начиная с 1944 г. «сделали блестящую карьеру» не только в науке и технике, но и в повседневной жизни. Они служат для проведения любых вычислений, обработки данных, управления технологическими процессами и в определенной мере для прогнозирования и управления экономикой.ЭВМ имеют гораздо большее быстродействие и надежность, чем человек. За 1 с машина может сделать до 36 млн. операций и более.
Электронно-вычислительные машины делятся на две основные группы; аналоговые и цифровые. У первых для получения результата суммируются, например, величины напряжений или токов (рис. 13.31), которые пропорциональны вычисляемым физическим величинам. Отсюда аналогия электрических величин физическим, которыми мы, собственно, и интересуемся.

(рис.13.31)  Принцип действия аналоговой вычислительной машины: 1 - суммирование, 2 - вычитание, 3 - умножение, 4 - деление, 5 - извлечение корня

В цифровых машинах отдельным цифрам отвечают комбинации замыкания и размыкания электрической цепи. Здесь величины представлены не в физическом виде, а в виде цифр.
Аналоговые машины при вычислении допускают ошибки, определяемые качеством технического выполнения устройств, в то время как точность работы цифровых машин теоретически неограничена. Она практически зависит только от сложности машины. Аналоговые машины проще цифровых. На них можно непосредственно выполнять различные математические операции. Цифровые машины могут, вообще говоря, производить только четыре арифметических действия, но производят только суммирование. Дело в том, что умножение и деление выполняется путем последовательных сложений и вычитаний. Более сложные действия можно сводить к простейшим.
Однако простота - это понятие относительное. Для человека десятичная система счета весьма проста, легка и удобна в применении. Последовательно справа налево пишутся цифры единиц, десятков, сотен и т. д. Это все более высокие степени числа 10. При этом используем комбинации из 10 цифр от 0 до 9 (0 - это тоже цифра). Вся информация, которую цифровая машина принимает и выдает, имеет вид электрических сигналов (импульсов). Десятичная система счета для машины требует различения 10 цифр и соответственно десяти различных видов электрических сигналов. Конструкция такой машины сложна.
Естественным для работы цифровой машины является состояние электрических сигналов: сигнал имеется («да») или сигнал отсутствует («нет»). Если наличие сигнала обозначить цифрой 1, а его отсутствие - цифрой 0, то получим возможность взаимопонимания с машиной, общаясь с ней на ее языке. Необходимо только познакомиться с системой записи двоичных чисел с помощью 0 и 1.
Если мы сравним таблицу сложения и умножения для десятичной и двоичной системы, то окажется, что двоичное сложение значительно проще: 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 + 0 = 1, 1 + 1 = 10. Двоичное умножение также просто: 0 x 0 = 0, 0 x 1 = 0, 1 X 0 = 0, 1 x 1 = 1. Здесь следует обратить внимание на то, что арифметические действия с многозначными двоичными числами требуют значительно больше элементарных операций, чем с десятичными числами. Желая умножить двоичные числа, например, 1010x10, мы должны выполнить восемь элементарных операций умножения и три сложения, в то время как в десятичной системе достаточно одной (10 X 2 = 20). Отсюда большое значение придается скорости работы цифровых машин. При достигнутых скоростях работы от 3 до 36 миллионов операций в секунду машина прекрасно справляется с большим числом промежуточных элементарных операций.
Замечание. Нули, дописываемые слева от двоичного числа, не меняют его значения, так же как и в десятичной системе; 0010, 010 или 10 - обозначает то же самое.
Используя эти сведения, можем даже написать слово «люблю» цифрами: 01011 11110 00001 01011 НПО. Оно, правда, будет длинным, однако можно применить различные логические коды, благодаря которым при использовании всего нескольких двоичных чисел можно о многом рассказать. Тут кроется тайна возможности использования цифровых электронных машин не только для расчетов, но также и для перевода текстов с иностранных языков, сочинения музыкальных произведений, стихотворений и т. д.
Кодировать можно все, даже психические процессы, ситуации, действия, следует только мыслить двоичными цифрами и записывать их двоичным алфавитом - самым простым из возможных. Мышление двоичными категориями приводит к выделению единицы информации, равной одному биту. Это ответ 0 («нет», «плохо», «отсутствует», «холодно», «голодно», «темно», «мокро» и т. п.) или («да», «хорошо», «присутствует», «тепло», «ясно», «сухо» и т. д.) на обычный вопрос - как? Например: «Как себя чувствуешь?» (плохо - хорошо; 0-1). «Ты меня любишь?» (да - нет; 1 - 0). «Как вода?» (холодная - теплая; 0-1) и т. д. Ответы (0 или 1) соединяются в последовательность битов, образуя код. Код может иметь много двоичных знаков, благодаря которым можно считывать всю накопленную информацию. Если мы хотим различить информацию о температуре воды, то можно применить многозначный код, например трехзначный: 000 - очень холодная вода, 001 - холодная вода, 010 - прохладная вода, 111 - теплая вода, 100 - горячая вода. Закодировать процесс работы можно следующим образом: 00 - включить, 01 - выключить, 10 - увеличить число оборотов, И - уменьшить число оборотов и т. п.
Следует добавить, что в памяти электронных машин информация кодируется в виде чисел порядка нескольких десятков бит. Это так называемые слова, являющиеся числом, пропорциональным основной единице - биту. Емкость памяти машины выражается в словах.
Мы уже знаем, что цифровые машины считают быстрее человека, А как с памятью? Ученые полагают, что за секунду человек может запомнить до 25 битов информации. Учитывая, что человеческий мозг работает обычно 16 ч в сутки, за 80 лет жизни человек запоминает минимум битов. Это соответствует заучиванию наизусть по крайней мере 1000 таблиц умножения (из которых каждая содержит 1500 битов информации).
Если для записи 1 бита информации необходим двухпозиционный переключатель, то легко рассчитать, из скольких переключателей должна была бы состоять модель нашей памяти.
Следует различать два понятия бита: как единицы емкости памяти и единицы количества информации. Так вот, информация в один бит имеет значение 1 или 0, а память имеет емкость один бит, если машина может запомнить 1 бит информации. В наше время ЭВМ даже проектируют автомобили - красивые и экономичные с точки зрения затрат материала и простые в изготовлении. Разыгрываются также боксерские матчи между чемпионами разных эпох. Благодаря ЭВМ, проводившей ежедневно анализ 150 возможных курсов яхты и выбиравшей из них два оптимальных на усмотрение капитана, некая яхта выиграла морские гонки, проходя в день трассу порядка 390 км. ЭВМ находилась на берегу, где согласно прогнозам и данным текущей связи с яхтой определялись различные варианты курса. ЭВМ на почте сортирует до 10 000 писем в час. Она может быть также применена для проектирования электронных схем (см, рис. 1.7). ЭВМ выполняет в течение 1 с столько вычислительных действий, сколько 100 квалифицированных расчетчиков в течение года. ЭВМ может быть «электронной свахой», выбирая жениха и невесту из десятков тысяч кандидатов, черты характера и пожелания которых были введены в ее память.
Предполагают, что в 1980-1990 г. появятся кибернетические газеты. ЭВМ будут передавать на домашние экраны читателей нужные страницы газет или фотографии.