目录

  • 1 什么是物理
    • 1.1 物理是文化
    • 1.2 探秘宇宙
    • 1.3 物理的工具
    • 1.4 猜与争论
    • 1.5 近年来的物理成就
  • 2 简单的牛顿力学
    • 2.1 惯性系中的牛顿力学
    • 2.2 摩擦力
    • 2.3 惯性系
    • 2.4 万有引力
  • 3 机械能
    • 3.1 是什么解释了复杂的力
    • 3.2 力的效果——动能
    • 3.3 保守力场——势能
    • 3.4 真的守恒吗?
    • 3.5 为什么会旋转?
    • 3.6 完美的模型——刚体
    • 3.7 陀螺动起来
  • 4 振动与波
    • 4.1 简谐振动
    • 4.2 强迫振动
    • 4.3 振动的传播——波
    • 4.4 干涉和衍射
    • 4.5 驻波
  • 5 光学
    • 5.1 光就是电磁波
    • 5.2 光的波粒之争
    • 5.3 光学成像
    • 5.4 眼睛的功能
    • 5.5 光的波动性
  • 6 热学与统计物理
    • 6.1 从微观到宏观
    • 6.2 温度是什么?
    • 6.3 热力学系统
    • 6.4 理想的气体
    • 6.5 配容
    • 6.6 温度与高度
    • 6.7 气体输运
    • 6.8 热力学定律
    • 6.9 熵与天气预报
  • 7 电学
    • 7.1 库仑定律
    • 7.2 电场
    • 7.3 高斯定理
    • 7.4 电场的一些性质
    • 7.5 电路
  • 8 磁学
    • 8.1 磁的现象
    • 8.2 洛伦磁力
    • 8.3 安培定律
    • 8.4 法拉第的实验
    • 8.5 磁介质
  • 9 量子力学
    • 9.1 量子论的诞生
    • 9.2 波粒二象性
    • 9.3 不确定关系
    • 9.4 自旋
    • 9.5 德布罗意常数
    • 9.6 隧道效应
    • 9.7 纠缠态
    • 9.8 量子计算机
  • 10 分子、原子、夸克
    • 10.1 卢瑟福的发现
    • 10.2 元素周期表的由来
    • 10.3 构成万物的分子
    • 10.4 分子间的作用力
    • 10.5 神秘的原子核
    • 10.6 原子能的利用
    • 10.7 物质的基本构成
    • 10.8 更多更小的粒子
    • 10.9 夸克
    • 10.10 超弦理论
  • 11 高能物理
    • 11.1 超高能量
    • 11.2 希格斯粒子
    • 11.3 丁肇中的故事
    • 11.4 中微子的发现
    • 11.5 人类的脚步
  • 12 相对论
    • 12.1 爱因斯坦火车
    • 12.2 相对论变换
    • 12.3 尺度变短时钟变慢
    • 12.4 能量的来源
    • 12.5 广义相对论
  • 13 简单天文学
    • 13.1 我们的宇宙
    • 13.2 恒星的死亡
    • 13.3 黑洞
    • 13.4 引力波的存在
  • 14 大爆炸宇宙学
    • 14.1 多普勒效应
    • 14.2 宇宙微波背景辐射
    • 14.3 宇宙的起源
    • 14.4 星体的起源
    • 14.5 正反物质不对称性
    • 14.6 暗物质与暗能量
  • 15 前进中的物理学与人类文明
    • 15.1 什么是物理学
    • 15.2 物理从实验中来
    • 15.3 物理与数学
    • 15.4 模型的应用
    • 15.5 物理中国梦
量子计算机
  • 1 视频
  • 2 章节测验

 

计算机发展史

1946年2月14日,ENIAC在美国宾夕法尼亚大学,世界上第一台电子数字计算机ENIAC。

第一台计算机是美国军方定制,专门为了计算弹道和射击特性表面而研制的,承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成。1946年这台计算机主要元器件采用的是电子管。该机使用了1500个继电器,18800个电子管,占地170m2,重量重达30多吨,耗电150KW,造价48万美元。开机时让周围居民暂时停电。这台计算机每秒能完成5000次加法运算,400次乘法运算,比当时最快的计算工具快300倍,是继电器计算机的1000倍、手工计算的20万倍。用今天的标准看,它是那样的“笨拙”和“低级”,其功能远不如一只掌上可编程计算器,但它使科学家们从复杂的计算中解脱出来,它的诞生标志着人类进入了一个崭新的信息革命时代。


第一代

电子管计算机电子管计算机(1946-1957)这一阶段计算机的主要特征是采用电子管元件作基本器件,用光屏管或汞延时电路作存储器,输入域输出主要采用穿孔卡片或纸带,体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上,通常使用机器语言或者汇编语言;来编写应用程序,因此这一时代的计算机主要用于科学计算。

这时的计算机的基本线路是采用电子管结构,程序从人工手编的机器指令程序,过渡到符号语言,第一代电子计算机是计算工具革命性发展的开始,它所采用的二进位制与程序存贮等基本技术思想,奠定了现代电子计算机技术基础。以冯 诺依曼为代表。作基本器件,用光屏管或汞延时电路作存储器,输入域输出主要采用穿孔卡片或纸带,体积大、耗电量大、速度慢、存储容量小、可靠性差、维护困难且价格昂贵。在软件上,通常使用机器语言或者汇编语言;来编写应用程序,因此这一时代的计算机主要用于科学计算。

第二代

晶体管计算机(1958-1964)20世纪50年代中期,晶体管的出现使计晶体管计算机算机生产技术得到了根本性的发展,由晶体管代替电子管作为计算机的基础器件,用磁芯或磁鼓作存储器,在整体性能上,比第一代计算机有了很大的提高。同时程序语言也相应的出现了,如Fortran,Cobol,Algo160等计算机高级语言。晶体管计算机被用于科学计算的同时,也开始在数据处理、过程控制方面得到应用。

在20世纪50年代之前第一代,计算机都采用电子管作元件。电子管元件在运行时产生的热量太多,可靠性较差,运算速度不快,价格昂贵,体积庞大,这些都使计算机发展受到限制。于是,晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能,又具有尺寸小、重量轻、寿命长、效率高、发热少、功耗低等优点。使用晶体管后,电子线路的结构大大改观,制造高速电子计算机就更容易实现了。

第三代

中小规模集成电路计算机(1965-1971)20世纪60年代中期,随着半导体工艺的发展,成功制造了集成电路。中小规模集成电路成为计算机的主要部件,主存储器也渐渐过渡到半导体存储器,使计算机的体积更小,大大降低了计算机计算时的功耗,由于减少了焊点和接插件,进一步提高了计算机的可靠性。在软件方面,有了标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言,其应用领域也进一步扩大。

第四代

大规模和超大规模集成电路计算机(1971-2015)随着大规模集成电路的成功制作并用于计算机硬件生产过程,计算机的体积进一步缩小,性能进一步提高。集成更高的大容量半导体存储器作为内存储器,发展了并行技术和多机系统,出现了精简指令集计算机(RISC),软件系统工程化、理论化,程序设计自动化。微型计算机在社会上的应用范围进一步扩大,几乎所有领域都能看到计算机的“身影”。