言情小說 > 院士重生:這大國夢,如你所愿 > 第425章 從零開始搞計算機
  速度和時間,是以人類為觀察主體所創造出來的概念。

  而在人類觀察者的宇宙框架中,所有的速度被局限在一個名為光速的上限之中。

  人類的最快速度,理論上的極限值是無限接近光速。

  而計算機,從某種意義上來講,是凌駕于人類的極限值之上的。

  光電信號的計算,是以光速運行。

  當人類的思維在邏輯計算中緩慢運行的同時,計算機通過光電邏輯的轉換,可以以光速完成運算的輸出。

  這種速度,是人類所夢寐以求的強悍生產力工具。

  對于計算復雜且繁瑣的軍工設計,尤是如此。

  “計算機很復雜,但它的底層邏輯其實并不復雜,”

  “他其實是無數個邏輯電路的集合,丑國在五十年代前的計算機,采用了真空管和電子管的模式,”

  “先是將數值進行二進制轉換,然后以電信號進行輸入,隨后通過邏輯電路計算,最后輸出答案的過程,”

  “這是一個好思路,但因為受限于真空管和電子管的體積限制,所以運算能力并沒有達到特別夸張的地步,”

  “而前兩年,丑國仙童半導體的創始人羅伯特提出并研制的集成電路,從很大程度上解決了體積上限的問題,”

  “我們現在起步的晚,所以我認為沒必要自己去一個坑一個坑的踩,既然丑國已經率先探索了這么久,我們就吸取他們的經驗,直接從集成電路進行。”

  葉知寒聲音落下,眾人紛紛點頭。

  但該怎么做,還是一臉懵。

  “葉院長,這個計算機的制造應該怎么進行?有沒有樣品什么的?至少我們應該學習一下,我認為。”

  葉知寒搖了搖頭。

  現在哪怕是第一代電子管計算機,仍舊是丑國保密的技術。

  無論通過任何途徑,國內能夠得到的只有名字和概念。

  葉知寒雖然只知道電子管和真空管計算機,是一個重達幾十萬噸,占地面積近一個足球場的龐然大物。

  但是里面的線路和邏輯編程,仍是一無所知的。

  “計算機的研發需要我們自行研究和設計,這個沒有東西可以用來仿制,”葉知寒釋懷的笑道:“至少我們也不是從零開始,我們還知道它的名字和概念,不是么?”

  接下來,一整個下午的時間,葉知寒對計算機的邏輯和基本組成單元進行了猜測和設想。

  一個有編程指令單元、運算單元、輸出表現單元,的最基本的計算機形式,被大家廣泛接受。

  “怎么讓電路實現運算的能力,這個原理是整個計算機研制的最基礎的理論指導,”

  “丑國使用的是二進制,用0和1完成所有電信號的傳遞,即用電路的開啟和閉合兩個狀態分別來表示零和一,”

  “沙蘇采用的是三進制,即-1,0和1,也就是開啟、閉合和負電壓三種狀態進行邏輯運算,”

  “當然,從性能上面,一般認為三進制所能代表的數值是大于二進制的,但是如果綜合技術和效率等因素來考慮,我還是認為二進制更合適一些。”

  在計算機上的建議,幾乎沒有人對葉知寒的建議發表異議。

  因為計算機對于他們所有人而言,都是一個新鮮事物,所以在一個幾乎一無所知的領域,很難發表什么高見。

  “那計算應該怎么進行?”有人問。

  “計算用門電路實現,大量的與門、非門、或門、異或門、與非門、或非門、異或非門等門電路的組合和協同,實現對二進制數據的綜合運算,最后再輸出答案,”

  “我們首先在他的核心處理區域,嵌入大量的邏輯門電路組,讓其能夠實現加減乘除冪函數求導偏微分等計算,”

  “然后在它之前,搭建一個輸入信息處理模組和一個決定使用什么運算的開關,”

  “這樣一來,加入我們輸入一加二,那么信息處理模組首先會將十進制的數字一和二轉變為二進制的01和10,在接收到加號這個訊號之后,打開由多個異或門和與門組合而成的全加器模組,讓全加器邏輯門電路開始通電運作,”

  “最后01和10變成電路的開關和閉合,最終在邏輯門電路中輸出一個二進制結果11,最后由輸出模組,將二進制的11轉變為十進制的3,先是在最終的輸出顯示器上。”

  “當然,如果是乘法,比如2*3,先通過信息處理模組轉換成為十進制的2+2+2,然后再變為二進制的10+10+10,然后在進入邏輯門電路進行運算,也是一樣的意思。”

  “而減法則是先取反,再用加法器,除法則是先移位,邏輯判斷之后進行累減,”

  “總而言之,計算機的基本邏輯其實就是一個不斷簡化的過程,把復雜的運算轉換為二進制的基本運算,然后用電路實現這個運算,就算是大功告成了。”

  “對邏輯電路稍有了解,那計算機的基本原理,其實就是已經合格了的。”

  簡單的解釋和模擬運算過后,不少人對計算機如何實現運算這個問題,有了基本的答案。

  剛開始還有人擔心,如果是數值較大的運算,是否會遠不如人類的速度。

  “如果是隨機的一個四位數相乘,或許人類的速度比不過機械。”

  “可比如一萬乘以一萬,這樣的計算,口算心算一下,幾乎就是一秒鐘就能把答案脫口而出。”

  “而電腦的話,那無疑就是一萬加一萬加一萬……一直加到一萬遍,是不是在某個特定的計算中,其實機械的效率會落后于我們人類?”有人問,似乎對計算機技術還有一些質疑。

  葉知寒搖搖頭,平靜的說道:“對于一個接近于零的數字而言,哪怕乘以無數倍,它依舊是零。”

  “如果在足夠合理且完整的邏輯電路之中,每秒運算的次數可以達到數十億次。”

  “而隨著集成電路水平的發展,晶體管的數量不斷增多,一些為計算而專門設計的超級計算機,甚至可以突破億次和萬億次,達到億億次級別。”

  “也就是說,即便是一個數字加上一萬次,也不過是一個眨眼的時間。”

  這是人類絕對不可能企及的速度。

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