研討物理在計算機中的應用

吳兆煊

【摘 要】21世紀的今天計算機技術憑借其在信息社會中獨特的基礎地位吸引著整個社會的方方面面來為其進行相關的技術創(chuàng)新和發(fā)展服務，盡管計算機技術仍然面臨著許多有待克服的復雜棘手的技術難題，但就這些問題進行分析后發(fā)現最困難的并不是技術因素本身，而是面對新環(huán)境下信息、知識、系統(tǒng)規(guī)劃、企業(yè)文化、技術、資源等組成的一系列新的挑戰(zhàn)。計算機的設計中包含著很多的物理應用，本文將對物理在計算機中的應用情況進行敘述和分析。

【關鍵詞】研討；物理；計算機；應用

1 物理學在計算機硬件中的應用

1.1 物理學在計算機主板中的應用

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

1.2 物理學在CPU中的應用

如今的CPU制作材料是硅，是一種較為常見的化學元素。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，硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界處，自身具有著半導體的性質，也正是由于硅的這種特殊的性質，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，但由于其提取過程較為復雜，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，由于其導電性能了良好，且價格相對較為低廉，鋁也成為了CPU制作中最常用的金屬材料之一。但如今，隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機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，提升計算機的質量和性能，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中的使用是計算機的電路質量有所提升。通過對不同的物理材料進行研究和試驗，計算機的CPU生產和發(fā)展有了很大的進步以及更好的發(fā)展空間。

1.3 物理學在顯卡中的應用

全稱顯示接口卡，又稱顯示適配器，是計算機最基本配置、最重要的配件之一。顯卡作為電腦主機里的一個重要組成部分，是電腦進行數模信號轉換的設備，承擔輸出顯示圖形的任務。顯卡接在電腦主板上，它將電腦的數字信號轉換成模擬信號讓顯示器顯示出來，同時顯卡還是有圖像處理能力，可協(xié)助CPU工作，提高整體的運行速度。對于從事專業(yè)圖形設計的人來說顯卡非常重要。在科學計算中，顯卡被稱為顯示加速卡。顯卡也是計算機中非常重要的一個裝置，通過顯卡的轉換我們才能夠從計算機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算機中的代碼翻譯成相應的圖片。在顯卡的制作過程中，采用了大量的物理技術，包括導線的連接以及電子元件的安裝等等。由此可見，物理學在顯卡的制作中也起到了至關重要的作用，同時物理學知識也是顯卡制作中不可缺少的。

1.4 物理學在集成電路中的應用

集成電路是通過一定的技術手段，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，就是不容易維修。隨著科學技術的不斷進步，集成電路的制作技術也逐漸提升。該技術的發(fā)展和進步也是計算機的生產和制造有了更好的改變，首先計算機的體積在不斷的減小，從臺式電腦到筆記本電腦的發(fā)展，注意看出計算機體積的巨大變化。另外，集成電路在計算機中的使用也減少了計算機的耗電量，計算機在使用上也更加安全和可靠。集成電路的發(fā)展與使用促進了計算機行業(yè)的良好發(fā)展。

2 量子力學在計算機中的應用

量子力學是研究物質世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現代物理學的基礎理論之一，而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。19世紀末，人們發(fā)現舊有的經典理論無法解釋微觀系統(tǒng)，于是經由物理學家的努力，在20世紀初創(chuàng)立量子力學，解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構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的框架內描述。量子計算機就是根據量子力學所研發(fā)出來的一種計算機，它具有高速運算以及邏輯運算的能力，同時還能夠儲存信息。

3 結束語

我國近年來的經濟狀況和科學技術都在不斷的發(fā)展中，也有著很大的進步。在信息技術不斷發(fā)展的今天，我國對于信息技術的研究也在不斷的進步中，對于計算機技術的應用也逐漸的嫻熟。如今，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開計算機行業(yè)，通過計算機行業(yè)的應用也帶給生活和工作許多的便利。計算機的不斷發(fā)展、應用，把數學以技術化的方式快速地傳送到人們日常生活的各個領域，使得數學對科學、技術、社會的發(fā)展起到了更加巨大的推動作用。在生活和工作中，我們能通過計算機對信息和資源進行傳達和共享，保證工作質量的同時也極為有效的提高了工作效率。計算機技術的發(fā)展離不開物理技術以及物理知識的支持?？偠灾?，在現代社會不斷發(fā)展的過程中，物理與計算機的融合已經成為了一個重要的科技發(fā)展趨勢。未來的世界中，網絡必將是其中的一項重要的內容，兩者技術的融合也為下一代網絡技術的推廣和應用發(fā)展提供了重要的技術基礎。

【參考文獻】

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