就是逻辑运算,怎么让机器‘记住’,也就是数据存储。目前,我们泰山的科学加数计算器,美国的约翰文森特阿塔纳索夫与约翰贝瑞制造的16位加数器,还有德国的康拉德楚泽与施雷尔研发的z1和z2机械存储事计算器。都没法解决这些问题,只能充当类似于算盘的作用。那并不是我想要的。“
他指向黑板上的电子管符号:“这是电子管,给它通上电,灯丝发热就能让电子穿过真空腔,相当于‘导通’;切断电流,电子无法流动,就是‘截止’。这两种状态,恰好能对应数学里的‘1’和‘0’——二进制,这是机器的语言。”
台下的姜文瑾眉头微蹙,提出问题:“用电子管做逻辑运算可电子管体积不小,要完成复杂计算,得用多少个”
“问得好。”方文又在黑板上画下“运算器”“控制器”“存储器”三个方框,用箭头连接,“这就是我以前设想的计算机基本架构:运算器负责加减乘除,靠大量电子管组成的逻辑电路实现——比如两个电子管配合,就能完成‘与’逻辑;三个电子管组合,能实现‘或非’逻辑,这些基础逻辑电路迭加,就能处理复杂数学运算。”
他顿了顿,走到讲台边拿起那块铁氧体磁芯板:“但光有运算还不够,机器得‘记住’计算过程中的数据和指令,不然算到一半就忘了前面的结果,怎么继续这就需要储存装置。目前,在这方面,各国的研究者还停留在通过打孔带来储存资料,那样的方式太落后,也无法存储大量数据。因此有人提出,用汞延迟线、或者磁鼓来作为存储设备。”
说到这里,方文停顿下来。
他看着会议室中的与会者。
“你们觉得这种电子管计算机可以吗”
柏则善算得上电子管方面的专家,他出声道:“我觉得,如果用电子管来做计算机,那将是巨大的能量消耗。单个电子管工作时需消耗数瓦电力,1万个电子管总功耗可达数百千瓦,还会伴生大量的热能,需配备大型散热风扇甚至水冷系统,否则电子管会因过热烧毁。这种设备必然非常庞大,除了快速计算外,好像没有什么用吧”
方文点头:“是的,配备了存储器,这种电子管计算机,将运算能力提升到非常快的程度,但我想要的并不止这些。我们是这个世界唯一掌握半导体技术的组织,自然不会再用被我们淘汰的电子管技术,因此,我要做的是直接跳过电子管计算机,去做半导体计算机。”
说着,他拿起那个铁氧体磁芯板
“这个磁芯板,就是半导体计算机的‘存储器’。刚才技术人员说每个磁芯都是单独的,也就是说,每个磁芯都代表独立的物理地址。如果将数据存储在磁芯中,就能实现存储功能。怎么做呢其实就是通过电流改变磁芯的磁化方向:顺时针是‘1’,逆时针是‘0’,成千上万的磁芯组成网格,就能存储海量二进制数据。而我们的半导体集成技术,可以将原本需要的大量电子管变成集成电路板,体积和能耗都会大幅降低。”
说到这里,方文将磁芯板举到灯光下,细金线编织的网格在光线下泛着微光。
“但光有存储器不够,运算部件必须跟上。”他转身在黑板上“电子管”符号旁画了个微小的矩形,标注“半导体晶体管”:“柏则善,你们半导体厂做出的晶体管,体积只有电子管的百分之一,功耗更是千分之一。如果用晶体管替代电子管做逻辑电路,运算器的体积能从一张桌子缩小到一个木箱,功耗从数百千瓦降到几十瓦,这才是半导体计算机的核心优势。”
会议到此,大家围绕着如何实现这种新设备展开了讨论。
方文在讨论中,一点点将自己掌握的相关理论知识倒出来。
但光有理论可不行,必须通过不断的科研实践,才能排除各种问题,实现晶体管计算机技术。
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