コンピュータサイエンスにおける物理学の重要性は何ですか?


ベストアンサー

コンピュータサイエンスに対する物理学の重要な影響はたくさんあります。

1。 回転するディスクの物理。回転しているディスクドライブに保存および取得できるデータの量は、回転する速度によって決まります。その速度の限界は明らかに重要な問題ですが、スピンの物理学、およびそのスピン速度がデータストレージとレイテンシーに直接影響することは、現代のコンピューターサイエンスにとって重要です。特定の世代のほとんどのパーソナルコンピュータのディスクドライブは、この点でほぼ同じです。しかし、ビジネスの世界では、7200RPM、10000RPM、または15000RPMで回転するディスク(および回転しないソリッドステートディスクが増えていますが、この回答には関係ありません)の間で重要な選択を行う必要があります。

7200RPMで回転するディスクは、1秒間に100〜120を超えるアクション(読み取りまたは書き込み)を維持できない可能性があります。この値は、15000RPMで回転するディスクの値の2倍になります。これで、回転の遅いディスクを大きくすることができます。 (材料の問題に戻ります)が、その大きなディスクのデータを高速に、または大規模に取得できない場合は、同様に機能するソリューションを設計するために、それらをさらに大量に購入する必要があります。これは、スペース/電力/無駄な容量などに多くの追加コストがかかることを意味する可能性があります。

2。 光速。光の速度は、多くの点でコンピュータサイエンスに直接関係しています。巨大な速度のように見えますが、CPUまたはGPUで何百万もの計算が行われていることを考えると、マイクロ秒の何分の1かが問題になります。遠距離恋愛では、光の速度が再び直接関係します。すべての光ファイバーは、光パルスを送信することによって動作します。すべての単一の光パルスはデータのビット(1または0)です。レーザーは非常に目立たないパルスを生成して送信できますが、グラスファイバー内の光速の生の物理学によって、そのビットをガラスに落とすのにかかる時間が決まります。

いくつかのスターターがあります。他にもいくつか見ることができます

1。)半導体(CPU)の発熱率と、その導電率への影響。基本的に、親指の爪サイズのCPUに2ポンドのヒートシンクが必要な理由。

2。)光がどのように跳ね返り、内面で反射するかについての一連の生の物理特性もあります。信号が劣化して読み取れなくなるまでの1本のファイバーの長さを決定するガラスストランド。 「シングルモード」および「マルチモード」ファイバとその特性については、簡単に検索できるホワイトペーパーが多数あります。ずっと前の私のトレーニングの1つでは、物理的特性に基づいて、ケーブル/ファイバーを介して送信される特定のデータの長さをフィート/メートルで計算することさえ可能でした。

回答

元の人をやりたい場合は、質問を逆にして、はるかに興味深い「物理学におけるコンピュータサイエンスの重要性は何ですか?」に答えることができます。

物理学は、コンピュータサイエンスと数値(超)微積分の方向性。現代物理学のほぼすべての分野で数値計算が必要ですが、最終的にはかなり大きく、アルゴリズムと並列化の両方の面でハードウェアに要求があります。

それ以外の場合は、説明できる現象がたくさんあります。最後に、常に縮小するものから、すべてが物理学です(固体物理学フォトリソグラフィーオームの法則の散逸によって生成される熱に対してCPUで使用されるトランジスタ 熱力学を使用します。電子または光子によって運ばれる情報から(光ファイバ磁気制限(HD)またはフローティングゲートMOSFET (SSD)による情報ストレージへ。課題の深さに応じて、それについて詳しく説明することができます。上記のすべての議論は、生涯にわたって研究し、ほんの少しの部分を把握することができます。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です