随着人们对结构量运算需求逐渐增多,而电子计算机在这方面解决效率有限,迫使研究者们开始寻找其他解决方案,由于三值光学计算机现已成熟,除了具有光的高码元与高并行的特性之外还具有数据位数众多、处理器可重构的特点,所以当电子计算机解决问题较为复杂或难以解决时,人们希望可以结合三值光学计算机进行解决。高阶求导作为数学领域中的重要工具在微分学、量子力学、工程应用等领域都有广泛使用。而在电子计算机中,由于存在进位运算,在解决高阶求导问题时计算效率较低,针对这个问题,本文利用三值光学计算机无进位的优势,结合三值光学计算机相关特性,通过构造乘法器和加法器,以及复制多个复合运算器,来解决复杂运算的高阶求导问题。本文首先对泰勒级数展开式的多项式函数高阶求导进行分析,总结出高阶求导算法的原理;然后详细论述基于三值光学计算机高阶求导的算法设计,乘法器和加法器重构过程,同时也对复合运算器的方案进行设计;其次又对实际运算过程中的高阶求导算法进行设计,给出实现过程中所需乘法器和加法器的位数,并对硬件资源、时钟周期和可重构方案进行分析;最后通过实验模拟验证该方案的可行性,证明高阶求导算法在三值光学平台上快速准确进行并行计算的正确性。相比于传统的高阶求导,基于三值光学计算机高阶求导在时间、运算效率和复杂运算的处理上更优,具有一定的应用意义。论文的创新点主要有三个,分别如下:1、实现基于三值光学计算机高阶求导的算法设计,为复杂问题的研究提供新的解决方案,同时也为三值光学计算机在数学上的应用提供拓展方向。2、提出乘法器和加法器重构方案,实现按位分配技术,并对各种硬件资源进行详细分析。3、应用三值光学计算机处理器位数众多和可重构特点,将重构的多个乘法器封装成一个复合运算器,可支持较大规模数值的高阶求导运算,为三值光学计算机的上层应用提供基础。