吳兆煊

【摘 要】21世紀(jì)的今天計(jì)算機(jī)技術(shù)憑借其在信息社會(huì)中獨(dú)特的基礎(chǔ)地位吸引著整個(gè)社會(huì)的方方面面來為其進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展服務(wù)，盡管計(jì)算機(jī)技術(shù)仍然面臨著許多有待克服的復(fù)雜棘手的技術(shù)難題，但就這些問題進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)最困難的并不是技術(shù)因素本身，而是面對新環(huán)境下信息、知識(shí)、系統(tǒng)規(guī)劃、企業(yè)文化、技術(shù)、資源等組成的一系列新的挑戰(zhàn)。計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中包含著很多的物理應(yīng)用，本文將對物理在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用情況進(jìn)行敘述和分析。

【關(guān)鍵詞】研討；物理；計(jì)算機(jī)；應(yīng)用

1 物理學(xué)在計(jì)算機(jī)硬件中的應(yīng)用

1.1 物理學(xué)在計(jì)算機(jī)主板中的應(yīng)用

電腦機(jī)箱主板，又叫主機(jī)板、系統(tǒng)板或母板；它分為商用主板和工業(yè)主板兩種。計(jì)算機(jī)的主板是安裝在機(jī)箱內(nèi)的，也是計(jì)算機(jī)中特別重要的，必不可少的一種部件。計(jì)算機(jī)主板一般都說是矩形的電路板，在、主板上安裝著組成計(jì)算機(jī)的各種主要的電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等等。

1.2 物理學(xué)在CPU中的應(yīng)用

如今的CPU制作材料是硅，是一種較為常見的化學(xué)元素。而選用硅這種材料來制作CPU主要是與其本身所具有的特性有關(guān)，硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界處，自身具有著半導(dǎo)體的性質(zhì)，也正是由于硅的這種特殊的性質(zhì)，才使得硅成為了制作CPU的主要原材料。從目前的研究來看，硅是最適合用來制作集成電路板的材料之一。眾所周知，沙子的成分主要是二氧化硅，而CPU中所使用的制作材料也大多是從沙子中提煉出來的。雖然沙子的成本較為第六聯(lián)，但由于其提取過程較為復(fù)雜，因此也增加了CPU的制作成本。另外，CPU的制作過程中所需要的原材料也不僅僅是硅著一種，還需要用到很多的金屬原材料，金屬原材料一般是用來連接電路。鋁就是CPU制作中最為常用的一種材料，由于其導(dǎo)電性能了良好，且價(jià)格相對較為低廉，鋁也成為了CPU制作中最常用的金屬材料之一。但如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)也在不斷的更新和發(fā)展中。為滿足人們不斷提高的生活要求，提升計(jì)算機(jī)的質(zhì)量和性能，在CPU的制作過程中，銅這種金屬的使用率在逐漸的提高。銅在CPU中的使用是計(jì)算機(jī)的電路質(zhì)量有所提升。通過對不同的物理材料進(jìn)行研究和試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)的CPU生產(chǎn)和發(fā)展有了很大的進(jìn)步以及更好的發(fā)展空間。

1.3 物理學(xué)在顯卡中的應(yīng)用

全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計(jì)算機(jī)最基本配置、最重要的配件之一。顯卡作為電腦主機(jī)里的一個(gè)重要組成部分，是電腦進(jìn)行數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，承擔(dān)輸出顯示圖形的任務(wù)。顯卡接在電腦主板上，它將電腦的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)讓顯示器顯示出來，同時(shí)顯卡還是有圖像處理能力，可協(xié)助CPU工作，提高整體的運(yùn)行速度。對于從事專業(yè)圖形設(shè)計(jì)的人來說顯卡非常重要。在科學(xué)計(jì)算中，顯卡被稱為顯示加速卡。顯卡也是計(jì)算機(jī)中非常重要的一個(gè)裝置，通過顯卡的轉(zhuǎn)換我們才能夠從計(jì)算機(jī)中得到我們所需要的資源以及材料。我們在顯示器中所看到的圖案是通過不同顏色的小點(diǎn)組合形成的，也就是我們常說的像素。顯卡在電腦中所起到的作用就是將計(jì)算機(jī)中的代碼翻譯成相應(yīng)的圖片。在顯卡的制作過程中，采用了大量的物理技術(shù)，包括導(dǎo)線的連接以及電子元件的安裝等等。由此可見，物理學(xué)在顯卡的制作中也起到了至關(guān)重要的作用，同時(shí)物理學(xué)知識(shí)也是顯卡制作中不可缺少的。

1.4 物理學(xué)在集成電路中的應(yīng)用

集成電路是通過一定的技術(shù)手段，把電路中所需要的二極管、電阻等元件連在一起，并制作在一小塊半導(dǎo)體晶片上。集成電路與普通的電路相比較有著很多的不同之處，優(yōu)點(diǎn)就是體積小，占用面積少，便于電氣中的使用和安裝。但其也具有非常明顯的缺點(diǎn)，就是不容易維修。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，集成電路的制作技術(shù)也逐漸提升。該技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步也是計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)和制造有了更好的改變，首先計(jì)算機(jī)的體積在不斷的減小，從臺(tái)式電腦到筆記本電腦的發(fā)展，注意看出計(jì)算機(jī)體積的巨大變化。另外，集成電路在計(jì)算機(jī)中的使用也減少了計(jì)算機(jī)的耗電量，計(jì)算機(jī)在使用上也更加安全和可靠。集成電路的發(fā)展與使用促進(jìn)了計(jì)算機(jī)行業(yè)的良好發(fā)展。

2 量子力學(xué)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

量子力學(xué)是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論它與相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一，而且在化學(xué)等學(xué)科和許多近代技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。19世紀(jì)末，人們發(fā)現(xiàn)舊有的經(jīng)典理論無法解釋微觀系統(tǒng)，于是經(jīng)由物理學(xué)家的努力，在20世紀(jì)初創(chuàng)立量子力學(xué)，解釋了這些現(xiàn)象。量子力學(xué)從根本上改變?nèi)祟悓ξ镔|(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用的理解。除了廣義相對論描寫的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力學(xué)的框架內(nèi)描述。量子計(jì)算機(jī)就是根據(jù)量子力學(xué)所研發(fā)出來的一種計(jì)算機(jī)，它具有高速運(yùn)算以及邏輯運(yùn)算的能力，同時(shí)還能夠儲(chǔ)存信息。

3 結(jié)束語

我國近年來的經(jīng)濟(jì)狀況和科學(xué)技術(shù)都在不斷的發(fā)展中，也有著很大的進(jìn)步。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的今天，我國對于信息技術(shù)的研究也在不斷的進(jìn)步中，對于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也逐漸的嫻熟。如今，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開計(jì)算機(jī)行業(yè)，通過計(jì)算機(jī)行業(yè)的應(yīng)用也帶給生活和工作許多的便利。計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展、應(yīng)用，把數(shù)學(xué)以技術(shù)化的方式快速地傳送到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，使得數(shù)學(xué)對科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的發(fā)展起到了更加巨大的推動(dòng)作用。在生活和工作中，我們能通過計(jì)算機(jī)對信息和資源進(jìn)行傳達(dá)和共享，保證工作質(zhì)量的同時(shí)也極為有效的提高了工作效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展離不開物理技術(shù)以及物理知識(shí)的支持。總而言之，在現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，物理與計(jì)算機(jī)的融合已經(jīng)成為了一個(gè)重要的科技發(fā)展趨勢。未來的世界中，網(wǎng)絡(luò)必將是其中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，兩者技術(shù)的融合也為下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣和應(yīng)用發(fā)展提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

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