数字计算机是以数字格式存储数据并使用数学处理对该数据执行运算的机器。这种类型的计算机通常包括某种存储信息的设备、某种用于输入和输出数据的方法以及允许对存储的数据执行数学运算的组件。数字计算机几乎总是电子的，但不一定需要如此。
使用计算机对世界进行建模有两种主要方法。模拟计算机使用一些物理现象（例如电压）来模拟不同的现象，并通过直接修改存储的数据来执行操作。然而，数字计算机将所有数据存储为数字，并对该数据进行算术运算。大多数计算机使用二进制数来存储数据，因为组成这些数字的 1 和 0 很容易用简单的开关电气状态表示。
数字计算机以数字格式存储数据。基于模拟原理的计算机在某些专业领域具有优势，例如能够连续建模方程。然而，数字计算机的优势在于易于编程。这意味着它们可以处理许多不同的指令集无需进行物理重新配置。
最早的数字计算机可以追溯到 19 世纪。早期的例子是查尔斯·巴贝奇 (Charles Babbage) 理论化的分析引擎。这台机器可以机械地存储和处理数据。然而，这些数据不会被机械存储，而是作为由离散物理状态表示的一系列数字。这台计算机将是可编程的，这是计算领域的第一台计算机。
早期的模拟计算机曾经占据整个房间。数字计算进入20世纪广泛使用。战争的压力导致了该领域的巨大进步，电子计算机在第二次世界大战中出现。这种数字计算机通常使用真空管阵列来存储信息以供计算时使用。论文或打孔卡用于长期存储。键盘输入和显示器在本世纪后期出现。<图>
大多数计算机使用二进制代码运行，可以被视为数字。
21世纪初，计算机依赖于集成电路而不是真空管。它们仍然采用主动存储器、长期存储、d 中央处理单元。输入和输出设备已大大增加，但基本功能仍然相同。
2011 年，计算机开始突破传统电路的极限。数字计算机中的电路路径现在可以如此紧密地打印在一起，以至于必须考虑电子隧道效应等效应。研究利用光和透镜处理和存储数据的数字光学计算机可能有助于克服这一限制。 <图>
电路数字计算机中的路径现在可以非常紧密地打印在一起。
纳米技术可能会带来全新的机械计算。数据可以在单分子或小分子群的水平上进行数字化存储和处理。数量惊人的分子计算元件将适合一个相对较小的空间。这可以大大提高数字计算机的速度和功率。
