端午临近,蝉鸣渐起。
实践基地筒子楼二层,无形的火焰燃烧着思想与智慧。
“尖兵组”办公室内,还是那一派独特的“攻关气息”。
墙上的草图又添新篇,地上的演算稿越堆越高,用分立元件临时搭接的验证电路纵横交错,如同雏鸟初生的神经脉络,稚嫩却充满了生机。
尖兵组刚刚完成了基于“与门”、“或门”、“非门”这三种基本逻辑单元以及“真值表”定义工具,成功验证了数种基础组合逻辑电路的功能。
半加器、全加器的原型电路已经能够在输入特定高低电平时,输出正确的“和”与“进位”。
这标志着,他们自主定义的这套“设计语言”是切实可行的,通往“星河”的第一块基石,已然稳固。
此刻,会议的主题更为具体,也更为激动人心:定义中国第一款集成电路应用目标——“红星一号”计算器的技术架构。
宋颜教授坐在主位,深度眼镜后的目光扫过十位年轻人。
他直接切入主题:“同志们,逻辑基础已然夯实,下一步,就是为‘星河计划’这艘大船,装上第一台实用的‘引擎’。计算器,就是我们选择的突破口。今天,我们必须敲定它的技术架构轮廓。”
首先发言的是数学系出身的谢凯。
他走到小黑板前,拿起粉笔,手法流畅地画出了加法器的逻辑框图,符号正是刚刚统一规范的“与门”、“或门”、“非门”。
“看,这是基于我们定义的基本门构建的一位全加器。”谢凯声音清晰,带着数学工作者特有的条理,“它接受本位加数,以及低位来的进位,输出本位和,以及向高位的进位。通过将这样的全加器进行级联,我们就能构建出处理任意位数加法的运算器核心。减法,可以通过补码运算转化为加法;乘法,本质是连续的加法和移位;除法亦然。因此,这个运算核心,是计算器的‘心脏’。”
他顿了顿,用粉笔点了点框图:“理论上,只要集成电路的工艺能够将足够数量的晶体管集成在一起,实现这个多位运算器,计算的基础功能就有了着落。”
理论是优美的,但现实的障碍立刻被摆上了台面。
负责电路设计与实现的诸葛彪发言,提出了一个极其务实且尖锐的问题:“谢师兄的运算器设计得很精妙。但是,我们怎么把要计算的数字‘告诉’这个运算器?难道还像我们测试逻辑门那样,用一排排的拨盘开关来输入二进制数吗?算出来的结果,难道还要我们自己去数那一排排信号灯,再把冗长的二进制数心算转换成十进制?”
他双手一摊,脸上写满了“用户体验”的担忧:“这太痛苦了!这根本不是给人用的计算器,这是给机器看的逻辑演示器。我们要做的,是能让普通人,比如财务科的王会计、计划处的李干事,拿起来就能用的工具!”
这话引起了在场许多人的共鸣。
确实,如果输入输出如此反人类,那么集成电路的性能再强大,其价值也将大打折扣。
会场陷入了一阵沉思,如何跨越这“人机交互”的鸿沟,成了摆在面前的首要难题。
就在这时,吕辰缓缓举起了手。
所有人的目光瞬间聚焦到他身上,这个年轻的“构想师”再次在关键时刻开口。
“诸葛师兄的问题,正是关键所在。”吕辰的声音带着一种令人信服的力量,“我们不能让用户去适应机器的语言,而要让机器来理解人的习惯。输入,我们必须采用最符合人类直觉的方式。”
他站起身,走到谢凯旁边,拿起粉笔,在小木板的空白处画了一个简单的方框,里面标着按键的图示。
“我提议,借鉴电报机的思路,为我们计算器设计一个‘键盘’。”吕辰一边画一边解释,“这个键盘不需要像电报机那么复杂,它只需要有限的按键:数字0到9,一个小数点,功能符号加、减、乘、除、等号,再加一个清零键。用户看到什么按键,按下,就代表输入什么。直观,无需学习。”
“那么,如何将按键动作转化为运算器能理解的二进制代码呢?”吕辰继续阐述他的构想,“我们需要设计一个相对简单的‘键盘编码器’电路。这本质上也是一个组合逻辑电路。当某个按键被按下时,编码器就会输出一组预先设定好的、代表这个按键含义的二进制代码。比如,按下‘5’,编码器就输出‘0101’。”
接着,他将话题转向输出:“至于结果显示,我们可以采用‘七段LED数码管’。”
他在黑板上画了一个“8”字的轮廓,并将其分解为七段独立的笔划,“大家看,通过控制这七个笔划的亮灭,我们可以组合出0-9这十个数字。对于一个八位数的计算器,我们只需要并列放置八个这样的数码管。”
“核心在于,”吕辰强调,“我们需要设计一个‘解码器’电路。它的功能正好与编码器相反,能将运算器输出的、用二进制表示的十进制结果,转换成一整套驱动信号,去点亮对应数码管上特定的笔划段。比如,二进制‘0101’(代表5)输入解码器,解码器就会输出信号,点亮构成数字‘5’所需要的那几段笔划。这也完全可以通过我们已有的组合逻辑设计方法来实现。”
小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!吕辰的描述,如同在众人眼前展开了一幅清晰的蓝图。
从直观的键盘输入,到编码转换,再到核心运算,最后通过解码驱动进行直观显示。
一条完整的技术路径被清晰地勾勒出来,巧妙地绕开了二进制与十进制之间令人望而生畏的直接转换,将复杂留给了机器,将简便留给了用户。
诸葛彪听得双眼放光,立刻补充道:“吕辰这个思路太好了!但这还不够,计算器还需要一个‘指挥中心’。”
他拿起粉笔,在吕辰绘制的框图基础上,添加了一个核心模块。
“我称之为‘控制核心’或者‘状态机’。”诸葛彪解释道,“它内部应该固化一个简单的‘微程序’。这个核心能根据用户按下的按键序列,来理解和指挥整个计算流程。比如,用户先输入‘123’,再按下‘+’号,这时控制核心就应该知道,第一个操作数‘123’已经输入完毕,接下来是加法操作,它要等待第二个操作数。当用户再输入‘456’,并按下‘=’号后,控制核心就立刻‘下令’:将之前暂存在输入寄存器里的‘123’和刚输入‘456’一起送入加法运算器,计算完成后,再将结果‘579’送到输出解码器,最终驱动数码管显示出来。”
他用力点了点那个代表控制核心的方框:“这个‘微程序’,定义了计算器的行为逻辑,是协调输入、运算、存储、输出各个模块有序工作的‘大脑’!它保证了计算过程不再是杂乱无章的电信号,而是有步骤、有逻辑的自动化流程。”
吕辰和诸葛彪的这一番补充,将一个模糊的概念,彻底具象化为一个由输入编码器、控制核心、运算器、寄存器、输出解码器、显示器等模块构成的、可行性极高的系统方案。
办公室里的气氛瞬间被点燃,之前的迷茫又被兴奋和跃跃欲试所取代。
宋颜教授一直认真聆听着,手指无意识地在桌上轻轻敲击,此刻,他终于露出了肯定的笑容。
他站起身:“好!非常好!键盘输入、编码转换、微程序控制、运算核心、解码显示……这条技术路径清晰、可行!吕辰、诸葛彪,你们的构想解决了最关键的人机交互和控制逻辑问题。谢凯的运算器是坚实的数学基础。这样一来,我们‘红星一号’计算器的顶层架构,就算定下来了!”
他走到木板前,用红粉笔将几个核心模块圈连起来,形成一个完整的系统框图。
“那么,接下来,我们分工协作,全力攻坚!”宋教授的声音斩钉截铁。
吕辰、吴国华、谢凯,你们三人负责核心的系统架构与微程序逻辑设计,务必细化每一步的控制流程和状态转换……
诸葛彪,你带领电路组,根据架构设计,开始将各个模块转化为具体的晶体管级电路,重点攻关键盘编码器和显示解码器这两个组合逻辑电路……
钱兰,你们工艺组要密切跟进半导体所和长光所的进展,确保我们设计的电路能够被顺利制造出来……
版图组的同志,可以开始熟悉和准备坐标绘图工具了……
任务被清晰地下达,每个人都明确了自己接下来的主攻方向。
会议在高度亢奋而又秩序井然的氛围中结束。
众人立刻投入到各自的工作中,办公室里再次响起热烈的讨论声、笔尖划过纸张的沙沙声,以及针对某个技术细节的激烈争辩声。
那颗名为“红星一号”的种子,已然在这间拥挤闷热的办公室里,破土而出,露出了稚嫩却充满希望的嫩芽。
转眼就到了中午时分。
吕辰和吴国华走出筒子楼,炙热的阳光瞬间包裹全身,与室内那种凝神静气的氛围形成鲜明对比。
两人相视一笑,都从对方眼中看到了同样的兴奋与疲惫。
他们照例走向第一食堂。
打好饭菜,今日是冬瓜烧肉片、清炒土豆丝和二合面馒头,两人默契地走向角落位置。
刚坐下没多久,王卫国、汪传志、任长空、陈志国也陆续端着饭盆寻了过来。
213宿舍的六兄弟,除了偶尔因公外出,午餐时间在此聚首,几乎成了雷打不动的惯例。
“嚯!咱们的‘架构师’和‘逻辑大师’怎么来来这么早!”
汪传志人未至声先到,大大咧咧地拉开凳子坐下,他穿着一身沾满油污的工装,身上散发着一股淡淡的机油和金属切削液混合的味道,脸被晒得黝黑发亮,额头上还有几颗明显的火疖子,显然是长期泡在热处理车间安装一线的“战果”。
“哪比得上你汪大将军,‘热处理线上摸爬滚打’,这一身‘男人味’,隔着二里地都闻见了。”吴国华笑着打趣道。
陈志国和任长空则显得“文静”许多,但眼里的血丝和手指上沾染的墨迹与铅灰,昭示着他们连日来在绘图板和机加工设备之间循环往复的辛劳。
王卫国最后一个坐下,他虽不像汪传志那样一身油污,但眉宇间的疲惫更深,手里还拿着一叠表格,显然是边吃饭边还要处理事务。
这章没有结束,请点击下一页继续阅读!作为基地实际上的“大管家”,协调资源、撰写报告、管理进度,千头万绪的工作让他几乎成了旋转的陀螺。
“怎么样?听说你们尖兵组今天定大事了?”王卫国扒拉了一口饭,关切地问道。
吕辰点点头,简单将计算器架构确定的事情说了一下。
听到键盘输入、数码管显示、微程序控制这些新颖而实用的构想,兄弟几人都露出了赞叹的神色。
“了不得!真要能做成,那可是放卫星了!”汪传志用力拍了一下大腿,随即又龇牙咧嘴地揉了揉额头的火疖子,“他娘的,天天跟那些液压管道、传动基座较劲,搞得老子一脸包!还是你们这活儿干净,动动脑子就行。”
“干净?”陈志国难得地开口反驳,他举起自己带着墨迹和细小划伤的手,“一张总装图,画错一根线,加工出来就是一堆废铁。这脑子动得,比抢大锤还累心。”
任长空深有同感地点头:“赵老师简直就是强迫证了,差一丝都不行。不过,跟着这些老师傅,是真能学到东西。”
兄弟几人边吃边聊,互相吐槽着工作的艰辛,也分享着各自的进展和趣事。
饭菜虽简单,但也吃得有滋有味。
这时,汪传志忽然放下筷子,黝黑的脸上泛起一丝红晕,他清了清嗓子,声音压低了些:“那什么……跟兄弟们说个事。我和……和高妹喜同学商量了一下,眼看这毕业在即,各奔东西……想趁着端午节,咱们213宿舍和她们宿舍,搞一次联谊活动,地点就定在北海公园,划划船,看看景……你们觉得咋样?”
这话一出,顿时引起了众人的兴趣。
“好事啊!”王卫国第一个表示支持,“是该放松放松了。”
“传志兄这是要发起总攻了?”吴国华镜片后的眼睛闪着狡黠的光。
吕辰也笑了:“我看行,晓娥那边我去说,她们宿舍的同志们都挺好相处的。”
众人立刻围绕着端午节联谊的细节热烈讨论起来,划船、野餐、准备什么零食……仿佛连日来的疲惫都被这即将到来的闲暇冲淡了不少。
自然,汪传志和高妹喜那点“小情况”又被兄弟们拿出来好一阵打趣,闹得汪传志这粗豪汉子竟也有些招架不住,只能嘿嘿傻笑。
正当气氛热烈之时,李怀德的通讯员小张急匆匆地寻到了食堂,径直走到他们这一桌。
“吕工,李厂长请你过去一趟。”小张恭敬地说。
“哦?什么事?”吕辰放下筷子。
“是农学院的马教授来了,好像是为了陶瓷暖气片生产的事,挺急的,李厂长请吕工您跟着去陶瓷生产车间看看。”
几人一听,互相交换了个眼神。汪传志立刻嚷道:“走走走!一起去看看!天天蹲车间,还没见过咱们的炉渣是怎么变废为宝的呢!”
“对,一起去,饭后百步走!”王卫国也站起身。
反正下午的工作安排已然明确,兄弟六人便一起跟着小张,朝李怀德的办公室走去。
来到厂长办公室,只见李怀德正拿着一包“大前门”,试图给一脸焦急的马教授递烟。
马教授哪有心思抽烟,连连摆手,嘴里不停地催促着:“怀德同志,我的李厂长!时间不等人啊!眼看下一个种植季就要规划,这陶瓷暖气片的产量要是跟不上,我们那么多暖棚的越冬保障就要出大问题!你们这生产线,可得给我再加把劲啊!”
李怀德看到吕辰六人进来,如同看到了救星,连忙招呼:“来得正好!”
顺手就从抽屉里拿出几包“大前门”,给兄弟六人一人塞了一包,“走走走,一起去车间,现场解决问题!”
马教授也立刻站起身:“小吕,你可来了!快,跟我去看看,这出窑率怎么就是提不上去!”
一行人浩浩荡荡地出了厂办楼,朝着厂区边缘的陶瓷生产车间走去。
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