Физические основы действия современных компьютеров
Дисциплина: Химия и физикаТип работы: Курсовая
Тема: Физические основы действия современных компьютеров
Московский Государственный Открытый Педагогический Университет
(физико-математический факультет)
Физические основы работы современного компьютера
(Курсовая работа)
Выполнил:
Гуревич Г.А. (4 курс заочной формы обучения)
Проверил:
Зайцев Г.О.
(Москва, 2000)
TOC o \"1-3\"
Введение
...............................................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678695 h
Двоичная система счисления и логика.
..................................................................................
PAGEREF _Toc503678696 h
Схема действия компьютера.
............................................................................................................
PAGEREF _Toc503678697 h
Долговременная память.
.......................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678698 h
Накопители на магнитных дисках и лентах.
..................................................................................
PAGEREF _Toc503678699 h
DVD-ROM.
..................................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678700 h
Полупроводниковые устройства.
................................................................................................
PAGEREF _Toc503678701 h
Биполярные транзисторы.
.........................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678702 h
Полевые транзисторы
...............................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678703 h
Реализация других полупроводниковых приборов в интегральных схемах.
...............
PAGEREF _Toc503678704 h
Оперативная память.
..............................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678705 h
Статическое ЗУ
.............................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678706 h
Динамическое ОЗУ
......................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678707 h
Системная память: взгляд в будущее
................................................................................................
PAGEREF _Toc503678708 h
Шесть технологий памяти будущего. Определения
........................................................................
PAGEREF _Toc503678709 h
Центральный процессор.
.....................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678710 h
Новые технологии.
......................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678711 h
Медные соединения
....................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678712 h
SiGe
.................................................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678713 h
Кремний
на
изоляторе
(silicon-on-insulator, SOI)
.............................................................................
PAGEREF _Toc503678714 h
Перовскиты
..................................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678715 h
Заключение
....................................................................................................................................................
PAGEREF _Toc503678716 h
Список использованной литературы:
....................................................................................
PAGEREF _Toc503678717 h
Введение
Сейчас, когда человечество входит в третье тысячелетие, для обитателей мегаполисов незаменимой вещью, фактически правой (или левой) рукой стал компьютер. Однако, очень мало кто
действительно представляет себе, как работает этот «черный ящик». В данной работе мы попытаемся описать не только структурное устройство компьютера, но и продемонстрировать, благодаря
каким физическим законам он действует.
Двоичная система счисления и логика.
Для большинства людей не является тайной, что компьютеры работают в двоичной системе счисления. Однако, что это за система такая, и почему именно в ней - знают не все. N-ичная
позиционная система счисления суть такая система, где роль «десятки» выполняет число N. В случае двоичной системы счисления роль десятки играет число 2, и в ней числа будут
записываться как 0, 1, 10, 11, 100, 101, 111… и т.д. Таким образом, число 13
10 (13 в привычной нам, десятичной, системе счисления) в двоичной будет записываться как 1101
Почему же была избранна именно двоичная система счисления? Дело в том, что компьютер, как любое электрическое устройство, может оперировать либо с модулированным сигналом, либо
с наличиемотсутствием сигнала. Таким образом, если бы нам захотелось заставить компьютер считать в десятичной (привычной всем нам) системе счисления, то пришлось бы решать задачу как,
например, различать сигнал по напряжению. Например, сигнал в 1 вольт – это будет единица, 3 вольта – тройка и так до десяти. Однако, модулированный сигнал требует измерения. А это не
очень удобно, т.к. требует дополнительного усложнения системы. Тем не менее, подобные попытки все же предпринимались, и компьютеры, измерявшие поступивший сигнал назывались
аналоговыми. Таким образом, родилась идея использовать троичную систему счисления, где роль нуля, единицы и минус единицы играли отсутствие напряжения, наличие положительного
напряжения и наличие отрицательного напряжения на входе в элемент. Однако, И это оказалось не совсем удобным (хотя многие первые компьютеры использовали именно эту систему).
В результате, остановились на двоичной системе, где роль единицы и нуля играло наличие и отсутствие напряжения на входе. Это оказалось еще удобно тем, что двоичная система
счисления очень удобно связывается с логикой, т.к. логика оперирует понятиями истинности и ложности – чем не нуль и единица? С помощью двоичной системы счисления оказалось возможным
кодировать любую информацию. Так, если одну цифру (0 или 1) считать минимальной единицей информации (ее назвали «бит), то 8 бит (2
3 бит) – 8 цифр 0 или 1 (называемые «байт») в виде одного числа могут принимать значение от 0000000 до 11111111
2 т.е. 255
10. Таким образом, в один байт можно записать 256 разных значений, что вполне достаточно для представления одним байтом всех цифр десятичной системы счисления, двух
алфавитов (например, латинского и гр...