第425章 从零开始搞计算机(1/1)

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速度和时间，是以人类为观察主体所创造出来的概念。

而在人类观察者的宇宙框架中，所有的速度被局限在一个名为光速的上限之中。

人类的最快速度，理论上的极限值是无限接近光速。

而计算机，从某种意义上来讲，是凌驾于人类的极限值之上的。

光电信号的计算，是以光速运行。

当人类的思维在逻辑计算中缓慢运行的同时，计算机通过光电逻辑的转换，可以以光速完成运算的输出。

这种速度，是人类所梦寐以求的强悍生产力工具。

对于计算复杂且繁琐的军工设计，尤是如此。

“计算机很复杂，但它的底层逻辑其实并不复杂，”

“他其实是无数个逻辑电路的集合，丑国在五十年代前的计算机，采用了真空管和电子管的模式，”

“先是将数值进行二进制转换，然后以电信号进行输入，随后通过逻辑电路计算，最后输出答案的过程，”

“这是一个好思路，但因为受限于真空管和电子管的体积限制，所以运算能力并没有达到特别夸张的地步，”

“而前两年，丑国仙童半导体的创始人罗伯特提出并研制的集成电路，从很大程度上解决了体积上限的问题，”

“我们现在起步的晚，所以我认为没必要自己去一个坑一个坑的踩，既然丑国已经率先探索了这么久，我们就吸取他们的经验，直接从集成电路进行。”

叶知寒声音落下，众人纷纷点头。

但该怎么做，还是一脸懵。

“叶院长，这个计算机的制造应该怎么进行？有没有样品什么的？至少我们应该学习一下，我认为。”

叶知寒摇了摇头。

现在哪怕是第一代电子管计算机，仍旧是丑国保密的技术。

无论通过任何途径，国内能够得到的只有名字和概念。

叶知寒虽然只知道电子管和真空管计算机，是一个重达几十万吨，占地面积近一个足球场的庞然大物。

但是里面的线路和逻辑编程，仍是一无所知的。

“计算机的研发需要我们自行研究和设计，这个没有东西可以用来仿制，”叶知寒释怀的笑道：“至少我们也不是从零开始，我们还知道它的名字和概念，不是么？”

接下来，一整个下午的时间，叶知寒对计算机的逻辑和基本组成单元进行了猜测和设想。

一个有编程指令单元、运算单元、输出表现单元，的最基本的计算机形式，被大家广泛接受。

“怎么让电路实现运算的能力，这个原理是整个计算机研制的最基础的理论指导，”

“丑国使用的是二进制，用0和1完成所有电信号的传递，即用电路的开启和闭合两个状态分别来表示零和一，”

“沙苏采用的是三进制，即-1，0和1，也就是开启、闭合和负电压三种状态进行逻辑运算，”

“当然，从性能上面，一般认为三进制所能代表的数值是大于二进制的，但是如果综合技术和效率等因素来考虑，我还是认为二进制更合适一些。”

在计算机上的建议，几乎没有人对叶知寒的建议发表异议。

因为计算机对于他们所有人而言，都是一个新鲜事物，所以在一个几乎一无所知的领域，很难发表什么高见。

“那计算应该怎么进行？”有人问。

“计算用门电路实现，大量的与门、非门、或门、异或门、与非门、或非门、异或非门等门电路的组合和协同，实现对二进制数据的综合运算，最后再输出答案，”

“我们首先在他的核心处理区域，嵌入大量的逻辑门电路组，让其能够实现加减乘除幂函数求导偏微分等计算，”

“然后在它之前，搭建一个输入信息处理模组和一个决定使用什么运算的开关，”

“这样一来，加入我们输入一加二，那么信息处理模组首先会将十进制的数字一和二转变为二进制的01和10，在接收到加号这个讯号之后，打开由多个异或门和与门组合而成的全加器模组，让全加器逻辑门电路开始通电运作，”

“最后01和10变成电路的开关和闭合，最终在逻辑门电路中输出一个二进制结果11，最后由输出模组，将二进制的11转变为十进制的3，先是在最终的输出显示器上。”

“当然，如果是乘法，比如23，先通过信息处理模组转换成为十进制的2+2+2，然后再变为二进制的10+10+10，然后在进入逻辑门电路进行运算，也是一样的意思。”

“而减法则是先取反，再用加法器，除法则是先移位，逻辑判断之后进行累减，”

“总而言之，计算机的基本逻辑其实就是一个不断简化的过程，把复杂的运算转换为二进制的基本运算，然后用电路实现这个运算，就算是大功告成了。”

“对逻辑电路稍有了解，那计算机的基本原理，其实就是已经合格了的。”

简单的解释和模拟运算过后，不少人对计算机如何实现运算这个问题，有了基本的答案。

刚开始还有人担心，如果是数值较大的运算，是否会远不如人类的速度。

“如果是随机的一个四位数相乘，或许人类的速度比不过机械。”

“可比如一万乘以一万，这样的计算，口算心算一下，几乎就是一秒钟就能把答案脱口而出。”

“而电脑的话，那无疑就是一万加一万加一万……一直加到一万遍，是不是在某个特定的计算中，其实机械的效率会落后于我们人类？”有人问，似乎对计算机技术还有一些质疑。

叶知寒摇摇头，平静的说道：“对于一个接近于零的数字而言，哪怕乘以无数倍，它依旧是零。”

“如果在足够合理且完整的逻辑电路之中，每秒运算的次数可以达到数十亿次。”

“而随着集成电路水平的发展，晶体管的数量不断增多，一些为计算而专门设计的超级计算机，甚至可以突破亿次和万亿次，达到亿亿次级别。”

“也就是说，即便是一个数字加上一万次，也不过是一个眨眼的时间。”

这是人类绝对不可能企及的速度。