物理學(xué)理論對計(jì)算機(jī)技術(shù)展的影響

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 題 目：物理學(xué)理論對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的影響系 別：物理與電子信息系專 業(yè)：物理學(xué)班 級：2012級1班姓 名：要泰行學(xué) 號：1202202238指導(dǎo)教師：任天忠教師職稱：副教授2015年12月7日說 明1. 本表需在指導(dǎo)教師和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審查批準(zhǔn)的情況下，要求學(xué)生認(rèn)真填寫。2. 課題來源分為教師提供選題或?qū)W生自擬課題；教師的科研任務(wù)；社會有關(guān)單位委托的課題；其他來源。3. 若課題因故變動時(shí)，應(yīng)向指導(dǎo)教師提出申請，提交題目變動論證報(bào)告。題目來源課題來源為教師提供選題，學(xué)生優(yōu)先選擇課題。主要研究內(nèi)容本文主要從以下幾個(gè)方面對物理學(xué)理論對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了研究：第1、 計(jì)算機(jī)發(fā)展

2、階段及其特征；第2、 物理學(xué)是計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)；第3、 計(jì)算機(jī)是物理學(xué)發(fā)展成熟的必然產(chǎn)物。開題依據(jù)(包括前人的工作、相關(guān)研究現(xiàn)狀、此項(xiàng)研究的理論意義、學(xué)術(shù)價(jià)值、應(yīng)用前景等)一、前人的工作 1944 年 , 美國國防部門組織了有莫奇利和埃克特領(lǐng)導(dǎo)的 200 多位專家研制小組 , 經(jīng)過兩年多的艱苦勞動 , 于1946年2月15 日 , 在美國的賓夕法尼亞大學(xué)里研制出了人類的第一臺 電子管數(shù)字積分計(jì)算機(jī) ENIAC。1947 年 , 美國的巴丁等幾位科學(xué)家研制出了既小又可靠 , 并且不會變熱 , 結(jié)構(gòu)單一的晶體 管。 1953年 , 德克薩斯儀器公司和仙童公司都宣布研制成第 一塊集成電路。1954

3、年 , 德克薩斯儀器公司首先宣布建成了世界上第一條集成電路生產(chǎn)線。隨后美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一 臺晶體管計(jì)算機(jī) TRADIC, 使計(jì)算機(jī)體積大大縮小。 1958 年 , 美國 IBM 公司制成全部使用晶體管的計(jì)算機(jī) , 第 二代計(jì)算機(jī)誕生了。第二代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比第一代計(jì)算 機(jī)提高了近百倍。年代中期 , 隨著集成電路的問世 , 第三代計(jì)算機(jī)誕生了, 其標(biāo)志產(chǎn)品1964 年由美國 IBM 公司生產(chǎn)的 IBM360 系列機(jī)。早期的 INTEL 8080 CPU 的晶體管集成度超過 5000 管 /片, 1977 年以后在一個(gè)硅片上就可容納數(shù)萬個(gè)管子。 80 年左右 , IBM 制成了第一代微型計(jì)算

4、機(jī) 8086 。 PIII 的晶體管集成度 有 2800 萬個(gè)。 第四代計(jì)算機(jī)以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器 , 使計(jì)算機(jī)向著微型化和巨型化方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)的微處理器從早期的 8086, 發(fā)展到 80286, 80386, 80486, 奔騰( Pentium) 、奔騰 二代( PentiumII) 、奔騰三代( Pentium) 及奔騰四代( PentiumIV) 。 整個(gè)計(jì)算機(jī)的硬件基礎(chǔ)就是物理 , 我們應(yīng)該看出了 , 物理在計(jì)算機(jī)發(fā)展中的地位 , 整個(gè)硬件 的基礎(chǔ) , 沒有硬件的發(fā)展 , 計(jì)算機(jī)在一定的程度上想往上提高是不可能 ! 量子計(jì)算機(jī)也已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室研制成功。2、 研究現(xiàn)狀

5、現(xiàn)狀速度豈止年份代表機(jī)型硬件軟件應(yīng)用范圍第一代幾千到幾萬1946-1958ENIAC/EDVAC電子管，水銀延遲線機(jī)器語言，匯編程序科學(xué)計(jì)算第二代幾十萬1959-1964IBN7090/UNIVACII/TRADIC晶體管，磁芯高級程序設(shè)計(jì)語言科學(xué)技術(shù)/數(shù)據(jù)處理/工業(yè)控制第三代幾十萬到幾百萬1965-1970IBM360/HONEY-WELL6000/F230中小規(guī)模集成電路，磁芯，半導(dǎo)體存儲器操作系統(tǒng)/多種高級程序語言廣泛應(yīng)用于眾多科學(xué)領(lǐng)域第四代幾百萬甚至上億1970-IBM4300/IBM9000等大規(guī)模集成電路/半導(dǎo)體存貯器操作系統(tǒng)語言的完善/應(yīng)用軟件已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)深入社會生

6、活各方面3、 理論價(jià)值及學(xué)術(shù)價(jià)值 近代物理學(xué)的發(fā)展已有三百多的時(shí)間，計(jì)算機(jī)的誕生是物理學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，回顧計(jì)算機(jī)歷史，我們發(fā)現(xiàn)每一個(gè)階段都是以物理學(xué)的發(fā)展變革作為前提，幾十年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展更是離不開物理學(xué)理論的支持。例如： 磁芯：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)內(nèi)存貯器都是體積小，速度快的磁芯所組成，而磁芯的應(yīng)用，則是物理學(xué)研究成果用于計(jì)算機(jī)的一個(gè)突出例子。 另一方面，一旦發(fā)現(xiàn)了某種物理效應(yīng)，只要條件具備，就可以產(chǎn)生一種新器件。例如：固體電子學(xué)中有場效應(yīng)，構(gòu)成了MOS集成電路量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，發(fā)明了隧道二極管；六十年代初發(fā)現(xiàn)了約瑟夫遜效應(yīng)，今天就已經(jīng)有了高速度，低功耗的器件等等。計(jì)算機(jī)的外設(shè)是一個(gè)涉及

7、面廣的領(lǐng)域，物理學(xué)中的聲光熱等學(xué)科，在它上面得到充分體現(xiàn)，例如：計(jì)算機(jī)輸出信息，要靠點(diǎn)電話線或者專用線傳到膠原的地方，這就是把數(shù)字信號變成音頻信號。另外，杳然計(jì)算機(jī)懂得人的話語，這是人工智能的主要研究對象，其中就有語言聲學(xué)的研究。計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備之一，大容量存貯裝置光盤，是一種利用激光在某種介質(zhì)上“刻”上信息的只讀存貯器，另一種激光存貯器正在進(jìn)行研制，他利用激光全息照相來存儲信息而用于計(jì)算機(jī)。光學(xué)纖維可用來作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通道，以負(fù)載音頻信號達(dá)到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享。4、 應(yīng)用前景 我們不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代社會幾乎所有的工作都趨于網(wǎng)絡(luò)化，更加離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)，只有我們更加致力于對物理學(xué)理論的研究，并且深

8、深的影響著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展。 。 起止時(shí)間和進(jìn)度安排(包括外出調(diào)研)2015年12月上旬至12月下旬 參考各種資料并初選題目。2016年1月 參加第一次畢業(yè)論文會布置畢業(yè)論文任務(wù)。2016年3月上旬 最初確定論文題目，撰寫論文提綱，確定研究思路。2016年3月中旬 搜集資料、整理信息、，確定論文題目撰寫開題報(bào)告。2016年3月下旬至4月下旬 根據(jù)論文題目，撰寫初稿，并交指導(dǎo)教師審閱。2016年5月上旬 對初稿中存在的問題進(jìn)行修改，并交指導(dǎo)教師再次審閱。2016年5月中旬 將修改的論文按照學(xué)校對畢業(yè)論文的格式要求把論文整理好。2016年5月下旬 完成畢業(yè)論文的撰寫，準(zhǔn)備論文答辯。預(yù)期成果及其形式1

9、.畢業(yè)論文物理學(xué)理論對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的影響一篇。2.通過對該論文的撰寫，進(jìn)一步了解了物理學(xué)理論對計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的推動。3.了解在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展中物理學(xué)理論領(lǐng)域的重要地位，物理學(xué)理論為解決其他前沿問題奠定了的基礎(chǔ)?？尚行苑治觯ㄒ丫邆涞臈l件和待解決的問題；擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案等） 1.筆者在大學(xué)四年學(xué)習(xí)了大量物理學(xué)的理論課程，在各個(gè)學(xué)期又積極的對物理學(xué)理論的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步研學(xué)，已掌握必要的知識，深切感受到此次研究的重要性，為該論文的研討奠定了有力的基礎(chǔ)。 2.論文完成者為在校畢業(yè)生，擁有個(gè)人電腦，同時(shí)有充裕的時(shí)間進(jìn)行論文的資料收集和調(diào)研、數(shù)值計(jì)算、結(jié)果分析和論文撰寫等工作。3.論文

10、完成者所在學(xué)校的圖書館擁有大量相關(guān)書籍，可供參閱，為該論文的研究提供重要保障。4.論文的指導(dǎo)老師擁有強(qiáng)大的理論知識儲備，經(jīng)驗(yàn)豐富，可以提供諸多指導(dǎo)。5.筆者有足夠的時(shí)間和精力來閱讀大量的相關(guān)文獻(xiàn)和資料，在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，能夠全身心的投入到研究中，一定能完成一篇高質(zhì)量的論文。 參考文獻(xiàn)1 童艷芝. 淺談21世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的方向J. 承德職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(02) 3 張思運(yùn). 21世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的展望J. 山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(04) 4 王較過,沈常宇. 帕斯卡及其對物理學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)J. 現(xiàn)代物理知識. 2001(01) 5 劉路臣,胡秀華,汪洋. 簡單性物理學(xué)發(fā)

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