紅石部落一處龐大的山洞中,上百臺兩米高一米寬的柜子放置在這里,柜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,一臺柜子里面就有幾百個真空管,而且柜子里面放置了大量的風扇,用來給真空管散熱。
這里的熱量是非常大的,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柜子,這個柜子裝著八百多個真空管,組成了超前進位一個全加器。
另外的柜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,對于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。
還需要設計更加復雜的數學電路,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。
這一百多個柜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,這上百臺機柜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臺龐大的機器。
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,最后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,輸入端的信號撤出后,真空管的通、斷狀態將會改變。
水銀延遲線的原理來自于大自然,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,脈沖信號從管子的一端進入,轉換成超聲波,960ms后超聲波到達管子的另一端,然后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:經調制的脈沖信號從管子的一端進入,960ms后從管子的另一端輸出,由變換器接收后,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,所以每個水銀通道里面可以同時存在1000個脈沖信號,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沖信號,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恒溫裝置,可以保持水銀管的溫度。
自然,這種裝置屬于機械裝置,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。