冰雪女妖很震驚,起初她僅僅是好玩的態(tài)度來到這里,后來接觸到科學(xué)這種東西,發(fā)現(xiàn)它對自己的修煉很有用,但是如今她知道了,這里有一個(gè)人試圖復(fù)制天道,而且極有可能成功。
修煉是靠著一個(gè)人的力量,需要經(jīng)歷很多的劫難,她存活的一億多年中見到了太多驚才絕艷的修煉天才,可是他們都像煙花一樣綻放,最終消散在天地大劫中,像她一樣能夠幸運(yùn)的活下來的神靈是極少的。
可是科學(xué)卻可以靠著眾人的力量,利用眾生的智慧模擬整個(gè)世界,計(jì)算機(jī)是利用無數(shù)的開關(guān)進(jìn)行計(jì)算,要知道在修行中是要進(jìn)行很多計(jì)算的,非常消耗心力。
“兩個(gè)開關(guān)可以計(jì)算四個(gè)數(shù)據(jù),三個(gè)開關(guān)可以計(jì)算八個(gè)數(shù)據(jù),四個(gè)開關(guān)可以計(jì)算16個(gè)數(shù)據(jù),以此類推,16位數(shù)據(jù)可以計(jì)算2^16數(shù)據(jù),也就是一兆,如果是32位數(shù)據(jù),那么可以計(jì)算1G,如果是40位數(shù)據(jù),那么可以計(jì)算1T的數(shù)據(jù),以此類推,可以使用不到一百位數(shù)據(jù)計(jì)算整個(gè)宇宙?!?p> “振蕩器設(shè)計(jì)成功,接下來的思路是利用振蕩器控制電子管,如果設(shè)計(jì)成功,那么利用振蕩器控制兩個(gè)電子管,設(shè)計(jì)一個(gè)兩位的譯碼器,利用兩個(gè)數(shù)據(jù)控制四個(gè)數(shù)字,并將這個(gè)技術(shù)加到我們的電報(bào)機(jī)中,讓發(fā)送和接收電報(bào)更加簡單?!狈胶瓶粗了嫉谋┡f道,開始點(diǎn)撥她研究思路。
“那么以后是不是逐漸設(shè)計(jì)三位、四位,五位,甚至是一百位的計(jì)算機(jī)?”冰雪女妖問道。
“自然是這樣,如果實(shí)現(xiàn)了這樣的控制,我們就可以研究如何讓這種控制模擬萬事萬物,比如這一萬個(gè)小燈泡,我們可以利用計(jì)算機(jī)的控制能力讓燈泡動(dòng)態(tài)顯示文字或者圖像,而不是現(xiàn)在只能顯示靜態(tài)的圖像,如果要顯示另外一副圖像還得手工進(jìn)行開關(guān)撥碼。”方浩說道,指著前方一萬個(gè)燈泡顯示的幾個(gè)文字。
實(shí)際上,這些燈泡用于研究如何繪制文字顯示燈,而且已經(jīng)制定好了不少顯示相關(guān)文字的IO表,為以后的文字顯示技術(shù)打好基礎(chǔ)。
如果要顯示一個(gè)文字,那么就得參照IO表進(jìn)行撥碼,控制一萬個(gè)燈泡每次需要控制一萬個(gè)開關(guān),總結(jié)里面的一些規(guī)律就可以減少撥碼的次數(shù),比如同時(shí)控制幾個(gè)開關(guān),這項(xiàng)研究是計(jì)算機(jī)最底層的研究,是現(xiàn)代社會(huì)計(jì)算機(jī)軟件的基石。
………………
為了下一階段的研究,方浩調(diào)集了信息部門的中堅(jiān)力量,三十多人開始利用時(shí)鐘信號(hào)控制電子管的研究。
電子管可分為真空二極管、真空三極管,這是建立邏輯門的基本元件,根據(jù)邏輯門原理,所謂的量子計(jì)算機(jī)根本是忽悠人的瞎扯,除非出現(xiàn)量子二極管,量子三極管。
真空二極管是一個(gè)可以控制信號(hào)通斷的元件,由陰極和屏級(jí)構(gòu)成,兩個(gè)電極被裝玻璃瓶內(nèi)部,將玻璃瓶內(nèi)部抽成真空,以利于游離電子的流動(dòng),也可有效降低燈絲的氧化損耗。
陰極是釋放出電子流的地方,由一條燈絲和金屬板構(gòu)成,當(dāng)燈絲加熱金屬板時(shí),電子就會(huì)從金屬板游離而出,散布在小小的真空玻璃瓶里。
屏極是電子管另外一頭的金屬板,屏極連接正電壓,它負(fù)責(zé)吸引從陰極散發(fā)出來的電子,作為電子游離旅行的終點(diǎn)。
真空三極管是一個(gè)放大信號(hào)的元件,它和真空二極管相比,在陰極和屏極之間多了柵極。
柵極是一圈圈的細(xì)線圈,就如同柵欄一般,固定在陰極與屏極之間,電子流必須通過柵極而到屏極,在柵極之間通電壓,可以控制電場從而影響電子的流量,它的作用就如同一個(gè)水龍頭一般,具有流通與阻擋的功能。
真空三極管可以控制柵極電壓控制通過真空三極管陰極到屏極的電流。
為什么電子管要將玻璃管里面的空氣抽掉呢?因?yàn)殡娮釉谟谄浞派溥^程中,因會(huì)與空氣中之組成分子相撞而產(chǎn)生阻力,陰極射出的電子會(huì)擊打管中的空氣,令空氣的原子被激發(fā)至激態(tài),從而產(chǎn)生藍(lán)光,損耗能量。
燈絲、陰極、柵極、屏極等封裝于玻璃管內(nèi),且將其內(nèi)部成為真空狀態(tài),才能使電子之放射動(dòng)作達(dá)成最高效率,而此玻璃管也就是所謂的真空管,如果真空度不足,則會(huì)嚴(yán)重影響真空管之工作表現(xiàn)。
真空三極管是放大器的基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)少不了它的身影,三極管有電壓放大管和功率放大管兩種,電壓放大管內(nèi)部復(fù)合兩只完全相同的三極管,功率放大管能耗大,體形較大,主要用于末級(jí)功率輸出。
除了真空二極管和真空三極管之外,還有一種叫做四極管的元件,是低頻功率放大管,與陰極相連的束射屏能使陽極電流更大,適合做大功率放大電路,自然,這僅僅是電子管的一種補(bǔ)充,實(shí)際上三極管和二極管就可以構(gòu)成強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。
想要利用時(shí)鐘信號(hào)控制電子管,必須先制作觸發(fā)器,而制作觸發(fā)器必須要先制作基本的邏輯門電路,而邏輯門電路需要利用二極管和三極管制作。
所以這一階段的研究內(nèi)容是利用二極管和三極管制作邏輯門電路,主要有三種邏輯門,與門、或門、非門電路。
光是制作出來具有功能邏輯門還是不行的,還需要考慮能量損耗和電學(xué)性能,由于電子管是一種大功率元件,損耗能量非常嚴(yán)重,會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,如何降低能量的損耗是一個(gè)巨大的課題。
電子管的邏輯門電路和三極管和MOS管的電路是一樣的,只不過電子管通過柵極電壓控制信號(hào),而三極管通過PN結(jié)控制信號(hào),MOS管通過導(dǎo)電溝道控制信號(hào)。
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通過大量的數(shù)學(xué)計(jì)算,眾人組建了上百種邏輯門電路,為了選出實(shí)際中可用的邏輯門電路,進(jìn)行大量的邊界測試實(shí)驗(yàn),從而可以在計(jì)算機(jī)中大量使用。
邏輯門電路雖然簡單,但是實(shí)驗(yàn)過程中可以更加深入理解電子管的電學(xué)特性,因此方浩并沒有直接拿出現(xiàn)代社會(huì)的成熟實(shí)驗(yàn)成果,而是帶領(lǐng)眾人一點(diǎn)點(diǎn)地研究,利用排除法選出最優(yōu)的邏輯門電路。
20世紀(jì)的第三次科技革命就是電子管的時(shí)代,后來又產(chǎn)生了三極管和MOS管,方浩現(xiàn)在進(jìn)行的這些基礎(chǔ)研究非常重要。
關(guān)于各種邏輯門的詳細(xì)參數(shù)分析,在各國都是絕密資料,這也是芯片現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)業(yè)薄弱的原因,因?yàn)橹袊]有這方面技術(shù)資料足夠的積累,這也是國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)抄都抄不會(huì)的原因,同樣的設(shè)計(jì),做出的產(chǎn)品就是比進(jìn)口芯片差。
要完成這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累,并不是短時(shí)間可以完成的,不但需要龐大的投資,而且因?yàn)榧夹g(shù)過時(shí)并不能產(chǎn)生利益,嚴(yán)重打擊投資熱情。