ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
— физическая система (устройство или комплекс устройств), предназначенная для механизации или автоматизации процесса алгоритмической обработки информации и вычислений. Физ. системы, применяемые для вычислений, могут быть мех., пневматическими, гидравлическими, электр., электронными, оптическими или комбинированными (смешанными). В соответствии с этим различают мех., электр., электронные и др. В. м.
Аргументы заданной математической зависимости, изображаемые с помощью физ. величин, подаются на входы В. м. В машине протекает такой физ. процесс, при. котором измерение переменных величин, осуществляемое в некоторых точках или частях устройства, и дает результат вычислений; эти части устройства наз. выходами. В состав В. м. часто входят вспомогательные блоки для ввода и вывода величин, схемы для настройки машины на вычисления по заданной матем. зависимости и для автомат, контроля вычислений. Указанный комплекс устройств представляет единое целое и снабжается самостоятельным приводом или источником энергии.
Простейшими В. м. являются машины для выполнения отдельных операций и имеющие ручной ввод данных. К ним относятся арифмометры,
клавишные В. м. и др. Более сложными В. м., позволяющими выполнять целые серии операций, являются т. н. аналитические В. м., в которых последовательность соединения отдельных блоков зависит от вида воспроизводимой аналитической зависимости. К таким В. м. относятся счетно-перфорационные В. м., различные электромеханические В. м. непрерывного действия, аналоговые В. м. и др.; ввод данных в такие машины уже автоматизирован.
Наиболее сложными и универсальными являются В. м. с автоматическим управлением. Характерной особенностью таких машин является полная автоматизация всего вычислительного процесса, выполняемого по спец. программе. Помимо устройств, предназначенных для выполнения матем. вычислений, они имеют запоминающее устройство для хранения программ, исходных данных и промежуточных результатов вычислений, а также устройство управления, обеспечивающее автомат, выполнение вычисл. процесса. К таким В. м. относятся электронные цифровые вычислительные машины, аналоговые В. м. с периодизацией решения и др.
Все В. м. (от простейших до самых сложных) можно классифицировать по двум осн. признакам — методу решения задач и форме представления обрабатываемой информации. В зависимости от метода решения задач различают В. м. с аналоговым методом решения, программно-управляемым и комбинированным, объединяющим оба эти метода. В основу аналогового метода положена теория математического моделирования, опирающаяся на подобие матем. описаний объекта и его модели, и квазианалогии — эквивалентности этих описаний в смысле получаемых результатов. При аналоговом методе решения определенной матем. зависимости соответствует определенный набор функциональных блоков, взаимная связь между которыми в машине не меняется в процессе решения. Программно-управляемый метод решения основан на использовании численных методов матем. анализа и заключается в том, что определенной математической зависимости соответствует определенная последовательность выполнения простейших арифметических операций — алгоритм вычислений, осуществляемый в результате изменяющейся в процессе решения взаимной связи отдельных устройств и блоков. При комбинированном методе решения задачи используют оба метода решения.
Данные, с которыми оперируют В. м., могут быть представлены в непрерывном, дискретном 
комбинированном виде. В соответствии с этим современные В. м. принято подразделять на 3 типа: машины непрерывного действия — аналоговые вычислительные машины (АВМ), представление информации в которых реализуется заменой матем. величин некоторыми физ. величинами (угол поворота вала, величина электр. тока, напряжение и т. п.); машины дискретного действия — цифровые вычислительные машины (ЦВМ), в которых непрерывное изменение аргументов представляется в виде последовательности цифровых значений, записываемых на носитель информации (в ЦВМ обрабатываются данные, представленные в виде цифровых кодов); гибридные вычислительные машины (ГВМ), в части узлов которых представление информации реализуется в дискретном виде, а в части — в непрерывном (машины этого типа наз. еще комбинированными В. м.).
Наиболее широкое распространение в практике обработки информации получили ЦВМ, которые (в зависимости от способа управления) подразделяются на ЦВМ с ручным управлением — арифмометры, вычислительные машины клавишные и рычажные В. м.; ЦВМ с жесткой программой — табуляторы и специализированные вычислительные машины; универсальные автомат. ЦВМ, вычисления в которых производятся по заранее составленной программе, полностью обеспечивающей автомат, решение задач на всех этапах — от ввода исходных данных до получения результатов. Такие машины обладают алгоритмической универсальностью и это позволяет производить с их помощью значительный круг вычислений и обработки информации. Быстродействие современных ЭЦВМ колеблется от нескольких тысяч до десятков миллионов операций в 1 сек. В зависимости от мощности и объема запоминающих устройств ЭЦВМ разделяют на большие (напр., «БЭСМ-6»), средние (напр., «Минск-32») и малые (напр., «МИР-2», которые еще наз. машинами для инженерных расчетов). ЭЦВМ классифицируют и по более общим признакам: к определяющим свойствам больших машин относят возможность их работы в режиме мультипрограммирования и (или) режиме разделения времени, к малым относят машины, которые могут работать по одной программе и обслуживать одного потребителя.
АВМ, как состоящие из ряда отдельных блоков, каждый из которых выполняет над маш. величинами определенную матем. операцию (см. «МН», «ЭМУ»), в ряде случаев являются специализированными. Положительными качествами (определяемыми особенностями представления исходных величин и спецификой построения отдельных решающих элементов) таких машин являются большое быстродействие, позволяющее выполнять преобразования над быстроизменяющимися во времени величинами в реальном масштабе времени, аппаратурная простота и наглядность программирования (см. Программирование АВМ). Однако по сравнению с машинами дискретного действия они обладают меньшей точностью и малой универсальностью.
ГВМ начали создавать во 2-й половине 1960-х годов. Достоинством этого типа машин является возможность расширять круг решаемых задач или сокращать время их решения, повышать точность в сравнении с АВМ.
Для обработки больших массивов информации (выполнения большого количества вычислений), решения большого количества разных по природе и характеру задач создают вычисли-
вычислительные системы, объединяющие разные (по типам и классам) машины в вычисл. комплексы с иерархической структурой организации вычисл. процесса (см. Вычислительный центр, Комплексирование машин).
Лит. см. к ст. Аналоговая вычислительная машина, Вычислительная техника, Комплексирование машин, Цифровая вычислительная машина.
В. П. Боюн, П. В. Походзило.
