1. Elektroteknik och halvledarfysik:
* Semiconductors: Datorer förlitar sig på halvledare som kisel för att bygga transistorer, de grundläggande byggstenarna för logikgrindar. Halvledarnas förmåga att bedriva elektricitet under vissa förhållanden och fungera som isolatorer i andra är avgörande.
* ström &spänning: Flödet av elektrisk ström och skillnaderna i spänning används för att representera data som binära signaler (0s och 1s) inom en dator.
* Kapacitans och induktans: Dessa egenskaper hos elektriska kretsar är viktiga för att lagra och bearbeta data i olika komponenter som minne och processorer.
2. Kvantmekanik:
* kvanttunnel: Detta fenomen, där partiklar kan passera genom hinder som de teoretiskt sett inte ska kunna, används i vissa moderna minneteknologier som flashminne.
* superledningsförmåga: Vissa material blir superledande vid mycket låga temperaturer och förlorar all motstånd mot elektrisk ström. Detta utforskas för framtida, ultra-snabba datorapplikationer.
3. Optik:
* fiberoptik: Optiska fibrer överför data som lätta pulser, vilket ger snabbare och effektivare kommunikation än traditionella koppartrådar.
* laserteknik: Lasrar används i optiska enheter (som CD/DVD -spelare) för att läsa och skriva data.
4. Magnetism:
* hårddiskar: Hårddiskar lagrar data magnetiskt på snurrplåtar.
* magnetminne: Vissa typer av minne (som MRAM) använder magnetfält för att lagra data.
5. Termodynamik:
* Värmeavledningen: Datorer genererar värme under drift. Att förstå termodynamik hjälper ingenjörer att utforma kylsystem för att förhindra överhettning och säkerställa tillförlitlig drift.
6. Elektromagnetism:
* elektromagnetisk induktion: Denna princip används i transformatorer, som är väsentliga för att konvertera effekt från det elektriska rutnätet till den spänning som krävs av datorkomponenter.
* elektromagnetisk störning: Ingenjörer måste överväga elektromagnetisk störning för att säkerställa att olika komponenter inom en dator inte stör varandras operation.
Viktig anmärkning: Medan fysik tillhandahåller grunden bygger datavetenskap på dessa principer för att designa algoritmer, programvara och system som gör det möjligt för datorer att bearbeta information och utföra komplexa uppgifter.
