科学简史3--量子力学与计算机关系

1、经典力学：牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，但是无法解释微观系统；

   量子力学：研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

   量子力学促进了激光、半导体产业发展。

   量子力学解释了为什么有些材料是绝缘体，有些是导体。从而发现同时作为导体和绝缘体而存在器件，即晶体管。

2、半导体技术：电子导电、空穴导电等等区别，从而又提出半导体的二极管、三极管等等的观念，其中三极管也可以称为晶体管；目前，晶体管是计算机的基本元器件。

3、晶体管可以组成与、或、非门电路，这是数字逻辑课程的知识；与、或、非门电路构成了加、减、乘、除的运算，这是计算机指令系统的基本指令，也是计算机处理器需要实现的功能，处理器就是实现指令系统的所有功能。

4、计算机之所以区别以前所有机器，因为是冯诺依曼提出程序存储的思想，通过程序来控制计算机运行；指令系统扮演非常重要功能，计算机处理系统能够执行0101二进制表示的指令系统，程序可以翻译成0101二进制数据（通过编译器），所以早期计算机系统开始形成。

5、随着计算机系统发展，硬件追求速度、容量方面提升；软件规模越来越大，有操作系统（可以管理硬件、软件资源的系统软件），为了更加方便的开发软件，有了软件开发工具的产生，程序员可以使用开发工具编写自己程序，开发工具自带编译器，将代码编译成应用程序。

6、后面，计算机网络发展起来了，将分部在不同地方的计算机连接起来，其核心是计算机网络协议栈（物理层、链路层、网络层、传输层、应用层），其是一个生存能力特别强的分布式网络，当然目前存在一些问题，比如依赖根域名服务器、IPv4地址不够用（仅32位）；现在提出了IPv6方案，其128位。

7、现在计算机往两个方向发展：1）高性能计算机，如云计算机中心、集群等 ；2）微型计算机系统，如手机、嵌入式设备等，他们也需要联网，这就导致了物联网概念出现，也就是所有设备都与现有互联网连起来；