计算机科学与技术与物理学的关系.docx

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2、最一般规律和物质基本结构的学科。计算机科学与物理学看似是两个完全不同的专业，但其是它们之间有千丝万缕的联系，物理作为基础学科的对计算机科学与技术的发展有重要推动作用，而计算机科学与技术的发展又进一步推动了物理学科探讨的深化。关键词：计算机科学；物理；发展；推动提及物理，人们很难将它与生活联系在一起，更多是想起书本的理论及试验室中的典型物理模型；而当人们争论起计算机，好像每个人都有许多话可说，电子商务、影音消遣、无纸化办公、在线学习计算机科学与技术几乎已经成为了我们生活的一部分。但其实推动计算机科学不断往前发展，到如今计算机技术日益成熟与强大都离不开基础物理学。1计算机的发展历史计算机是20世纪

3、的新独创，它的历史还不到一一百零一零一年，直到1946年第一台电子数字式计算机才正式在美国问世。与现在的计算机相比，这台机器的结构要困难得多，它用了1.7万个真空电子管，占地173平方米，重达30吨。就是这样一个硕大无朋，在当时以其高精确度的运算实力折服了全世界，开拓了计算机科学新纪元。计算机技术发展到今日，组成机体的电子器件先后经验了四次飞跃性变革，分别是：电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模和超大规模集成电路。伴随着电子器件的逐步升级，计算机的外观体积越来越轻巧，整机耗电量逐步降低，而且依据所面对用户的不同，计算机在功能方面逐步完善，因其优越的性能，快速在办公、科研、学习、家庭应用方面

4、表现出强劲优势。2物理学在计算机科学发展中的重要地位2.1计算机的硬件发展依托于物理学的基础科研物理学在推动计算机硬件发展方面的基础地位举世公认，更是无可取代的。以计算机的主存储器为例，它就是典型的物理学元件。第一台计算机的问世所用的电子元件是电子管，但是电子管只能组成环形电路，却无法实现数据的存储和记忆，数据存储部分成为了当时最大的技术难题。为了找寻能够匹配运用的主存储器，当时人们尝试了全部可以试验的物理现象，电、光、声、磁逐一尝试，后来才发觉水银延迟线可用！而它的原理就是物理学上的水银振动可以发出脉冲信号，然后再借助额外电路实现声电转换。同样构成计算机的电子元件不断升级的也是物理学的科研成

5、果，1947，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿组成的探讨小组研制出锗晶体管，晶体管的问世干脆推动了计算机由电子管向晶体管的新一代跨越。直到今日人们对晶体管的探讨从未停止，2022年劳伦斯伯克利国家试验室的一个团队打破了物理极限，将现有的最精尖的晶体管制程从14nm缩减到了1nm，完成了计算技术界的一大突破。2.2计算机本身是物理学理论的综合产物从牛顿的微积分、万有引力定律、经典光学理论；再到麦克斯韦的电磁理论，赫兹发觉麦克斯韦预言的电磁波；爱因斯坦、德布罗意、玻尔、海森伯、薛定愕、狄拉克创立量子力学；德福雷斯特独创对电信号有放大作用的电子三极管。正是由于在物理学这些成熟理论和数理逻辑的推动之下

6、，人们才起先对计算机技术开展探究和尝试，所以物理学的理论为计算机的诞生在理论和技术上做了充分打算。在计算机科学不断进步发展的过程中，物理学始终都起到特别重要的作用。它不仅揭示出很多特别重要的客观规律，帮助人们对世界不断探究和发觉；而且物理学严谨而卓越的思维方式，推动着人类文明不断开拓与创新，创建出很多绚烂而夺目的才智珍宝。3计算机对物理学发展的进一步推动计算机科学与物理学的亲密关系，表现在它们不仅仅是单方面的促成关系，而是相互影响，相互作用。3.1计算机协助物理科研快速发展人们探讨计算机的最初目标就是要将其应用于科学计算，受益于计算机的快速运算实力和高精精确度，物理学的科研发展速度明显加快。物

7、理是一门以试验为基础的科学，每次试验都须要记录大量的数据，并对其进行运算，借助于计算机技术，物理学探讨的结论和猜想可以快速被证明，并且依据对结果的比对分析，可以不断修正猜想，进而得出更为科学的结论。3.2计算机帮助物理教学顺当开展计算机科学的完善功能也为物理教学供应了许多便利，许多经典的物理模型，如布朗运动、天体物理、粒子物理等，在一般试验室难以完成，许多理论理解起来也特别困难，在计算机技术协助之下一些仿真系统、动画视频都可以帮我们学习物理。3.3计算机催生物理探讨新领域物理学是一门特别年轻的前沿学科，随着科学技术的不断进步，物理学在当前领域的探讨日益深化，并使得探讨的范围不断拓宽。以光学为例

8、，在激光技术和计算机成像技术的双重推动之下，物质微观结构、微观动力学的探讨取得了突破性进展，为原子物理、分子物理、凝合态物理学、分子生物学和化学探讨供应了前所未有的新技术，极大的促进了学科融合与技术进步。4结束语计算机科学与技术和物理学是科学探讨的两个分支，但是同时它们又有特别紧密的联系，它们的交叉推动作用又进一步带动了科学技术的整体向前进步和发展。作者：张驰 单位：大庆试验中学第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页