由于人力資源的缺乏,沒有地球上利用人力資源加速研發(fā)的辦法,研究所只能利用時(shí)間慢慢攻克這些難題。
朝九晚五的日子倒也是自在,項(xiàng)目進(jìn)度緩慢地進(jìn)行著,每隔幾個(gè)月就會(huì)有幾個(gè)妖族或者別的部落人族加入研究院,但是總體說來,研究速度十分感人。
部落眾人大部分閉關(guān)修煉,日子顯得冷清,經(jīng)過時(shí)間的篩選,很多人放棄了科學(xué)研究這條路,實(shí)在是令人感嘆。
實(shí)際上,紅石部落最引人注目的是修煉研究的進(jìn)步,有方浩做榜樣,鳳也成了修煉研究院,從生物工程學(xué)得到啟發(fā)開始研究生物基因,每隔一段時(shí)間就會(huì)有絢麗的法術(shù)被發(fā)明出來,然后增強(qiáng)修煉速度。
無數(shù)的部落中人受不了力量的誘惑加入修煉研究院,方浩的科學(xué)院雖然也熱門,但是漸漸式微。
對于此事,方浩也不急,科學(xué)是一種非常有吸引力的實(shí)物,有著常人無法發(fā)現(xiàn)的美麗,自然這是對于真正理解了科學(xué)的人來說的。
對于門外人,科學(xué)研究是一件枯燥的事情,他們不理解醉心于科學(xué)研究的人,在普通人眼中,科學(xué)研究的人都是科學(xué)瘋子,行為非常古怪。
經(jīng)過了一年時(shí)間的論證和研究,方浩所在的團(tuán)隊(duì)以燒壞幾萬個(gè)電子管為代價(jià),終于將邏輯門電路研究完成。
這次的研究不但弄清楚了邏輯門的設(shè)計(jì),而且還收集了大量的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前電子管技術(shù)的很多缺陷,改進(jìn)了幾個(gè)版本的電子管設(shè)計(jì)。
不但如此,部落眾人還找到了更好的電極材料,使得電子管的性能更高,只不過這種材料是修真材料,里面有著方浩也不理解的靈氣存在,無法大規(guī)模加工。
方浩還是比較在意天然的材料,這樣有利于減少后期量產(chǎn)的成本,也便于向洪荒大陸傾銷,畢竟洪荒太大了。
對于靈氣,整個(gè)部落的人都在研究,不過至今也沒有研究清楚,實(shí)際上,靈氣并不是氣,而是一種看不見摸不著的東西,很可能是一種暗物質(zhì),以部落目前的技術(shù)還是無法接觸到,更別說研究了。
方浩并不太喜歡利用含有靈氣的物質(zhì)制造電子管,科學(xué)無法忍受不能掌控的東西,他未雨綢繆,重點(diǎn)研究自然界存在的材料制作電子管,事先就定位到整個(gè)洪荒巨大的市場,他想利用科學(xué)影響整個(gè)洪荒,最終利用信息科學(xué)間接控制整個(gè)世界。
邏輯門電路一共包括三大類別,第一類是非門電路,第二類是與門電路,第三類是或門電路。
眾人對這些門電路進(jìn)行了深入的研究,編寫了詳細(xì)的數(shù)據(jù)手冊,對性能,頻率,功耗,散熱,壽命等等進(jìn)行了全方位的測試,確定了了最優(yōu)使用狀態(tài)。
非門運(yùn)算:輸入和輸出結(jié)果相反。
與門運(yùn)算:只有輸入都為1時(shí)結(jié)果才為1。
或門運(yùn)算:有一個(gè)輸入為1時(shí)結(jié)果就為1。
或非運(yùn)算:對或操作結(jié)果取反。
與非運(yùn)算:對與操作結(jié)果取反。
有了邏輯門就開始設(shè)計(jì)加減乘除四則運(yùn)算,實(shí)際上,計(jì)算機(jī)只會(huì)進(jìn)行加法運(yùn)算,需要將其它的運(yùn)算全部轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算。
利用這些簡單的門電路就可以實(shí)現(xiàn)最為關(guān)鍵的加法器。
在電腦內(nèi)部,所有的運(yùn)算都是加法,不過計(jì)算機(jī)的加法計(jì)算十分反人類。
首先,計(jì)算機(jī)把數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,全是0、1代碼,轉(zhuǎn)換都是按現(xiàn)成的程序進(jìn)行。
如果計(jì)算加法,則把兩數(shù)按位相加,如 13+15 ,轉(zhuǎn)換后是1101+1111 ,按 0+0=0 ,1+0=0+1=1,1+1=10 的規(guī)則,結(jié)果為 11100 ,輸出時(shí)再轉(zhuǎn)換為 28。
如果是計(jì)算減法,則把減數(shù)取補(bǔ)碼,按位把0換成1,把1換成0,后加1,再相加。
以八位數(shù)據(jù)計(jì)算為例子,計(jì)算15-13 ,
先轉(zhuǎn)換 15=00001111 ,13=00001101 ,
取13的補(bǔ)碼為 11110010 ,加1 后為 11110011 ,
相加有 00001111+11110011=100000010 ,位數(shù)已超過八位,把最高位舍棄,取后八位為 00000010 ,也就是十進(jìn)制的 2 。
這里的計(jì)算感覺很復(fù)雜,實(shí)際上,計(jì)算機(jī)計(jì)算起來并不麻煩,甚至非常簡便快捷,因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)部存在加法器,幾個(gè)時(shí)鐘周期就可以計(jì)算一次加法,再加上計(jì)算機(jī)內(nèi)部都是自動(dòng)化計(jì)算,通過加法器完成,計(jì)算起來非常快。
加法運(yùn)算就是用加法器實(shí)現(xiàn)的,計(jì)算機(jī)里一個(gè)叫做ALU的功能模塊,里面有很多硬件的計(jì)算電路,比如加減乘除,開指數(shù),指數(shù),微分,積分,處理最基本的運(yùn)算,加快數(shù)據(jù)的計(jì)算速度。
自然,加減乘除,開指數(shù),指數(shù),微分,積分等等運(yùn)算也是由加法實(shí)現(xiàn)的,這里有很多的數(shù)學(xué)理論,計(jì)算機(jī)實(shí)際上就是數(shù)學(xué)思想的結(jié)晶。
ALU還有一個(gè)功能,那就是決定進(jìn)行哪種運(yùn)算,鍵盤上的數(shù)學(xué)運(yùn)算符號(hào)用來決定ALU的選擇,如果計(jì)算更復(fù)雜一點(diǎn)可以通過軟件選擇ALU進(jìn)行那種運(yùn)算。
設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)首先就要設(shè)計(jì)ALU,也就是設(shè)計(jì)加法器,計(jì)算機(jī)內(nèi)部的加法器有全加器和紋波進(jìn)位加法器、超前進(jìn)位加法器。
一個(gè)全加器只能進(jìn)行一位二進(jìn)制的加法,有了很多全加器以后,就能做多位二進(jìn)制數(shù)的加法了,只要把多個(gè)全加器的輸入和輸出連起來,就像可以實(shí)現(xiàn)多位的加法。
紋波進(jìn)位加法器就是這樣一個(gè)簡單地把許多個(gè)全加器串聯(lián)起來的加法器,它能進(jìn)行多位數(shù)的加法運(yùn)算,但這種加法器有種缺陷,就是bit位運(yùn)算太慢,每個(gè)bit位的計(jì)算都要等到上個(gè)bit的運(yùn)算結(jié)束后才能進(jìn)行運(yùn)算,導(dǎo)致如果運(yùn)算位數(shù)非常之多的話,整個(gè)加法器運(yùn)算會(huì)非常緩慢,所以紋波進(jìn)位加法器只能做bit位較少的加法計(jì)算。
如果要進(jìn)行bit位較多的加法計(jì)算,就要設(shè)計(jì)超前進(jìn)位加法器,這種加法器不需要等上一位的運(yùn)算結(jié)束,而是直接就可以通過布爾運(yùn)算得出當(dāng)前位的值,而計(jì)算的方式是利用硬件計(jì)算。
所以超前進(jìn)位加法器也有缺陷,因?yàn)橐糜布M(jìn)行布爾運(yùn)算,位數(shù)越多電路就越復(fù)雜,這樣不僅運(yùn)算會(huì)變慢,成本也會(huì)變高。
而用硬件進(jìn)行布爾運(yùn)算也需要用到加法器,所以超前進(jìn)位加法器也是由全加法器實(shí)現(xiàn)的,只不過擁有更多的全加器,構(gòu)成了超前進(jìn)位全加器。
除了加法器之外還有減法,乘法,除法,等等,這是計(jì)算機(jī)必須的,計(jì)算機(jī)要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,需要利用數(shù)值計(jì)算方法的原理,或是將各種數(shù)學(xué)函數(shù)變換變?yōu)橹挥屑訙p乘除的多項(xiàng)式,或是使用迭代的方式計(jì)算,或是近似計(jì)算等等。