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《洪荒科技大仙》第二十八章 第1台計算機
  紅石部落一處龐大的山洞中,上百台兩米高一米寬的櫃子放置在這裡,櫃子之間連接著一根根的導線,顯得整齊而錯落有序。

  巨大的風扇聲顯得十分吵鬧,一台櫃子裡面就有幾百個真空管,而且櫃子裡面放置了大量的風扇,用來給真空管散熱。

  這裡的熱量是非常大的,風扇的風速一點都不慢,帶走了電子管產生的熱量,熱風被氣管排放到了外界。

  方浩正在和幾個人調試面前的櫃子,這個櫃子裝著八百多個真空管,組成了超前進位一個全加器。

  另外的櫃子也是計算機需要的各種模塊,比如乘法器、除法器、加法器、譯碼器、編碼器、數據選擇器、觸發器、鎖存器、計數器、移位寄存器、儲存器、放大器、模擬數字轉換器、數字模擬轉換器等等。

  從數學角度來說,減法是可以轉換成加法運算的,乘法同樣可以轉換成加法運算,除法可以轉換成乘法運算,所以一切的運算都可以以加法運算為基礎,所以計算機只會做加法也沒有問題。

  但是如果計算機只會做加法,對於有些計算來說速度就會慢下來,所以要想計算機速度更快,一定要給計算機設計乘法除法的運算電路。

  還需要設計更加複雜的數學電路,來輔助硬件電路來完成更多的功能,這些輔助硬件的電路會通過一定的規則來控制,這個規則就是軟件。

  這一百多個櫃子的導線連接到了一百萬個小燈泡構成的顯示屏上面,可以進行圖像的顯示。

  除了顯示屏之外,方浩等人還設計了鍵盤,也是采用26個字母的形式,沒辦法,方浩本來想要采用漢語鍵盤,但是漢語鍵盤看起來不太方便。

  硬件方面,邏輯門元件采用真空電子管,這上百台機櫃僅僅是計算機的電路部分。

  計算機還需要內存存儲器,采用汞延遲線,也就是山洞角落一百多台龐大的機器。

  因為任何現成的器件可以直接拿來使用,為了尋找到存儲器,部落費盡了心血一無所獲,最後還是方浩作弊讓眾人找到了辦法。

  如今的計算機除了真空管還是真空管,所以存儲器也只能用真空來實現。以真空管是否導通代表“1”或“0”,也就是說代表一位的數據。

  十個真空管可串接成一環形電路,假設該十個真空管中僅第五真空管導通,則表示其儲存的數值為 5。

  但真空管自身無法完成數據的存儲功能,因為真空管自身沒有記憶功能,輸入端的信號撤出後,真空管的通、斷狀態將會改變。

  水銀延遲線的原理來自於大自然,將一塊石頭擲入水中,形成波浪,波頭經過一段時間才能傳播到遠方某處,水銀延遲線的工作原理就是這樣。

  水銀延遲線是一根直徑10mm、長150cm的管子,內部充滿水銀,兩端各有一個轉換器分別進行電-聲轉換和聲-電轉換,這樣,脈衝信號從管子的一端進入,轉換成超聲波,960ms後超聲波到達管子的另一端,然後再轉換成電信號輸出,這樣就可以讓信號儲存960ms。

  不過,要實現存儲功能,還需要一些額外的電路:經調製的脈衝信號從管子的一端進入,960ms後從管子的另一端輸出,由變換器接收後,經檢測、放大、整形和再生,重新反饋到發送端。

  一個延遲線電路稱作一個通道,因為真空管的反應速度快,而水銀延遲線的反應速度慢,所以每個水銀通道裡面可以同時存在1000個脈衝信號,

這1000個信號不斷地在水銀延遲線中循環,如果想要使用信號,就可以通過真空管的硬件電路計算出如何取得想要的脈衝信號,從而實現了內存的數據調用。  為了讓存儲系統穩定工作,水銀的溫度需要一直保持在40℃左右,因此要將給水銀管一個類似恆溫裝置,可以保持水銀管的溫度。

  自然,這種裝置屬於機械裝置,方浩果斷地將任務發給了機械研究部門,而且經常催促他們的研究進度,誰叫他們經常和自己搶人才。

  水銀延遲線存儲器可以稱得上是史上最笨重的主存儲器,使用的水銀管內部有很多充滿水銀的管道,使每個汞槽重量超過一噸。

  這麽龐大的的內存裝置,它的內存容量便是10*1000*100=1M大小的bit位,效率感人。

  除了內存還需要外部儲存,外存儲器采用磁帶,也是方浩作弊想出的辦法,要不然誰也不知道要多久才能研究出存儲器。

  軟件方面采用機器語言、匯編語言,軟件實際上就是硬件輔助電路的使用規則,把硬件輔助電路的使用規則總結出來就是軟件,利用這些輔助電路可以完成對計算機的控制。

  至此,一個簡單的初級電腦完成了,自然僅僅是在紙面上,如何讓它工作起來還是困難重重。

  實際上,除了加法器之外,其余的模塊僅僅是知道基本的原理,製作的樣本性能很差,要想調試好還需要深入的研究。

  每一個模塊都是一個巨大的工程,既要保證功能,又要保證功耗,還要保證可靠性,最後還要考慮到拆卸房方便,因為真空三極管畢竟壽命短,數萬個小時之後就會壞掉,所以需要便於維護。

  信息部門會議室,上百人的研究員匯集到了這裡,進行計算機設計專題研討會。

  所謂研討會也就是討論計算機項目,科學研究經常遇到無解的難題,所以必須要經常開會,通過會議解放自己的思想。

  “目前的邏輯門的項目進展很順利,大家完成的很好, 我們已經可以利用邏輯門製造各種電路模塊了,接下來的時間我們要進行下一步深入的研究,那就是製造乘法器,除法器,製造其它各種計算機的模塊。”方浩說道。

  “這個數學計算模塊如何製造?有方案嗎?”冰雪女妖皺著眉頭問道,如此複雜的機器將她也難倒了。

  “我通過大家的實驗數據,總結了各個模塊的工作原理,大家可以看一下,爭取完善計算機原理的編撰,接下來我們有的忙了。”方浩笑著說道。

  “早習慣了。”眾人無奈地說道。

  “咳咳,大家也不要愁眉苦臉,這種機器研究難就說明了它的價值,這僅僅是初代版本,如果研究深了,它可是比人都聰明,對於各種數學計算也是有好處的,比如計算修煉參數。”方浩又開始給大家打氣。

  洪荒的時間如同流水一樣過去了一年又一年,紅石部落的活動范圍越來越大,方浩所在的信息研究院新人越來越多的。

  有了確定的研究方案,人力資源也慢慢增加,眾人的研究速度就快了起來。

  紅石部落的實驗室中,數百科學家激動地看著前方一塊碩大的屏幕,上面演算著各種數學計算。

  “我宣布,紅石計算機研究成功,運算速度5893次每秒!大家一起來慶祝這次偉大的成功!”方浩看著計算結果,大聲說道。

  “成功了!”

  “好!”

  經過四年時間夜以繼日的研發,洪荒世界第一台計算機終於研究成功,這一刻,眾人滿眼熱淚,徹底陷入了狂歡。
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