Enquanto os próprios computadores são projetados e construídos com base nos princípios de engenharia, o núcleo de como eles funcionam depende de conceitos de física fundamental. Aqui estão alguns chave:
1. Engenharia Elétrica e Física de Semicondutores: *
semicondutores: Os computadores dependem de semicondutores como o silício para construir transistores, os blocos básicos de construção de portões lógicos. A capacidade dos semicondutores de conduzir eletricidade sob certas condições e atuar como isoladores em outros é crucial.
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Corrente e tensão: O fluxo de corrente elétrica e as diferenças de tensão são usadas para representar dados como sinais binários (0s e 1s) dentro de um computador.
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Capacitância e indutância: Essas propriedades dos circuitos elétricos são essenciais para armazenar e processar dados em vários componentes, como memória e processadores.
2. Mecânica quântica: *
Tunelamento quântico: Esse fenômeno, onde as partículas podem passar por barreiras que teoricamente não deveriam ser capazes, é usado em algumas tecnologias modernas de memória, como a memória flash.
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Supercondutividade: Certos materiais se tornam supercondutores a temperaturas muito baixas, perdendo toda a resistência à corrente elétrica. Isso está sendo explorado para aplicativos de computação ultra-rápidos futuros.
3. Óptica: *
fibra óptica: As fibras ópticas transmitem dados como pulsos de luz, fornecendo comunicação mais rápida e eficiente do que os fios de cobre tradicionais.
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Tecnologia a laser: Os lasers são usados em unidades ópticas (como jogadores de CD/DVD) para ler e escrever dados.
4. Magnetismo: * Discos rígidos: Os discos rígidos armazenam dados magneticamente em pratos giratórios.
* Memória magnética: Alguns tipos de memória (como o MRAM) usam campos magnéticos para armazenar dados.
5. Termodinâmica: *
Dissipação de calor: Os computadores geram calor durante a operação. A compreensão da termodinâmica ajuda os engenheiros a projetar sistemas de refrigeração para evitar superaquecimento e garantir uma operação confiável.
6. Eletromagnetismo: * Indução eletromagnética: Esse princípio é usado em transformadores, essenciais para converter energia da grade elétrica na tensão necessária pelos componentes do computador.
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Interferência eletromagnética: Os engenheiros precisam considerar a interferência eletromagnética para garantir que diferentes componentes dentro de um computador não atrapalhem a operação um do outro.
Nota importante: Embora a física forneça a base, a ciência da computação baseia -se nesses princípios para projetar algoritmos, software e sistemas que permitem que os computadores processem informações e executem tarefas complexas.
