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第28章 第一台计算机

红石部落一处庞大的山洞中,上百台两米高一米宽的柜子放置在这里,柜子之间连接着一根根的导线,显得整齐而错落有序。

巨大的风扇声显得十分吵闹,一台柜子里面就有几百个真空管,而且柜子里面放置了大量的风扇,用来给真空管散热。

这里的热量是非常大的,风扇的风速一点都不慢,带走了电子管产生的热量,热风被气管排放到了外界。

方浩正在和几个人调试面前的柜子,这个柜子装着八百多个真空管,组成了超前进位一个全加器。

另外的柜子也是计算机需要的各种模块,比如乘法器、除法器、加法器、译码器、编码器、数据选择器、触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器、放大器、模拟数字转换器、数字模拟转换器等等。

从数学角度来说,减法是可以转换成加法运算的,乘法同样可以转换成加法运算,除法可以转换成乘法运算,所以一切的运算都可以以加法运算为基础,所以计算机只会做加法也没有问题。

但是如果计算机只会做加法,对于有些计算来说速度就会慢下来,所以要想计算机速度更快,一定要给计算机设计乘法除法的运算电路。

还需要设计更加复杂的数学电路,来辅助硬件电路来完成更多的功能,这些辅助硬件的电路会通过一定的规则来控制,这个规则就是软件。

这一百多个柜子的导线连接到了一百万个小灯泡构成的显示屏上面,可以进行图像的显示。

除了显示屏之外,方浩等人还设计了键盘,也是采用26个字母的形式,没办法,方浩本来想要采用汉语键盘,但是汉语键盘看起来不太方便。

硬件方面,逻辑门元件采用真空电子管,这上百台机柜仅仅是计算机的电路部分。

计算机还需要内存存储器,采用汞延迟线,也就是山洞角落一百多台庞大的机器。

因为任何现成的器件可以直接拿来使用,为了寻找到存储器,部落费尽了心血一无所获,最后还是方浩作弊让众人找到了办法。

如今的计算机除了真空管还是真空管,所以存储器也只能用真空来实现。以真空管是否导通代表“1”或“0”,也就是说代表一位的数据。

十个真空管可串接成一环形电路,假设该十个真空管中仅第五真空管导通,则表示其储存的数值为 5。

但真空管自身无法完成数据的存储功能,因为真空管自身没有记忆功能,输入端的信号撤出后,真空管的通、断状态将会改变。

水银延迟线的原理来自于大自然,将一块石头掷入水中,形成波浪,波头经过一段时间才能传播到远方某处,水银延迟线的工作原理就是这样。

水银延迟线是一根直径10mm、长150cm的管子,内部充满水银,两端各有一个转换器分别进行电-声转换和声-电转换,这样,脉冲信号从管子的一端进入,转换成超声波,960ms后超声波到达管子的另一端,然后再转换成电信号输出,这样就可以让信号储存960ms。

不过,要实现存储功能,还需要一些额外的电路:经调制的脉冲信号从管子的一端进入,960ms后从管子的另一端输出,由变换器接收后,经检测、放大、整形和再生,重新反馈到发送端。

一个延迟线电路称作一个通道,因为真空管的反应速度快,而水银延迟线的反应速度慢,所以每个水银通道里面可以同时存在1000个脉冲信号,这1000个信号不断地在水银延迟线中循环,如果想要使用信号,就可以通过真空管的硬件电路计算出如何取得想要的脉冲信号,从而实现了内存的数据调用。

为了让存储系统稳定工作,水银的温度需要一直保持在40℃左右,因此要将给水银管一个类似恒温装置,可以保持水银管的温度。

自然,这种装置属于机械装置,方浩果断地将任务发给了机械研究部门,而且经常催促他们的研究进度,谁叫他们经常和自己抢人才。

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