Cel mai bun răspuns
Există multe impacturi importante ale fizicii asupra informaticii.
1. Fizica discurilor rotative . Cantitatea de date care poate fi stocată și preluată de pe unitățile de disc rotative este guvernată de viteza cu care se rotesc. Limita acestei viteze este în mod evident o problemă materială, dar fizica centrifugării și impactul direct al acestei viteze de centrifugare asupra stocării și latenței datelor sunt esențiale pentru informatica modernă. Majoritatea unităților de discuri pentru computerele personale ale unei generații date sunt aproximativ similare în această privință. Dar în lumea afacerilor există opțiuni importante de făcut între discurile care se învârt la 7200RPM sau 10000RPM sau 15000RPM (și din ce în ce mai multe discuri în stare solidă care nu se învârt, dar asta nu este relevant pentru acest răspuns).
Este puțin probabil ca un disc care se rotește la 7200 RPM să poată susține mai mult de 100-120 de acțiuni pe secundă (citește sau scrie). Această valoare ar putea fi cu ușurință dublă față de cea de pe un disc care se rotește la 15000 RPM. Acum, discul care se rotește mai lent poate fi mai mare (înapoi la problema materialelor), dar dacă nu puteți obține date de pe / pe acel disc mai mare rapid sau la scară, trebuie să cumpărați o cantitate mai mare de ele pentru a arhitectura o soluție care să funcționeze la fel. Acest lucru ar putea însemna o mulțime de costuri suplimentare în spațiu / putere / capacitate irosită etc.
2. Viteza luminii . Viteza luminii este direct relevantă pentru informatică în multe feluri. Pare o viteză gigantică, dar având în vedere milioanele de calcule care se întâmplă într-un procesor sau GPU, fracțiile dintr-o microsecundă sunt importante. În telecomunicațiile pe distanțe lungi, viteza luminii este din nou direct relevantă. Toate fibrele optice funcționează prin trimiterea impulsurilor luminoase. Fiecare impuls luminos este un pic de date (un 1 sau un 0). Laserele pot crea impulsuri foarte discrete și le pot trimite, dar fizica brută a vitezei luminii într-o fibră de sticlă dictează cât de mult va dura până la coborârea acestui pic.
Există câteva începători. Există mai multe altele pe care le-ați putea privi, de asemenea,
1.) Rata de generare a căldurii într-un semiconductor (CPU) și efectul său asupra conductivității sale. Practic, motivul pentru care aveți nevoie de o sincronizare a căldurii de 2 kilograme pentru CPU-ul dvs. de dimensiune mare.
2.) Există, de asemenea, o serie de proprietăți fizice brute despre modul în care lumina sare și se reflectă de pe suprafața interioară a fir de sticlă care dictează cât timp poate fi o singură bucată de fibră înainte ca semnalul să se degradeze până la punctul în care nu mai poate fi citit. Există multe cărți albe ușor de căutat despre fibrele „monomod” și „multimod” și proprietățile acestora. Într-unul din antrenamentele mele demult a fost posibil să calculez lungimea în picioare / metri a unei date date trimise printr-un cablu / fibră pe baza proprietăților fizice.
Răspuns
Dacă vrei să faci tipul original, poți inversa întrebarea și să răspunzi la mult mai interesant „care este importanța informaticii pentru fizică?”.
Fizica este un domeniu în mare expansiune la direcția informatică și (super) calcul numeric. Aproape fiecare domeniu al fizicii moderne necesită calcule numerice care în cele din urmă sunt destul de mari și exigente atât pentru hardware, cât și pentru partea algoritmică și paralelă.
În caz contrar, aveți o grămadă de fenomene pe care le puteți descrie. La sfârșit, totul este fizică, de la întotdeauna în scădere (datorită fizică în stare solidă și fotolitografie ) Tranzistoare utilizate în CPU la căldura generată de legea Ohm disipării prin intermediul Termodinamica . Din informațiile transportate de electroni sau fotoni ( Fibra optică ) la stocarea informațiilor prin Magnetostriction (HD) sau MOSFET cu poartă plutitoare (SSD). În funcție de profunzimea atribuției dvs., puteți detalia pe aceasta. Toate argumentele de mai sus pot fi studiate pentru o viață întreagă și înțelege doar o mică parte.