d,现在老师最看重的工作,是微分分析仪的研究、改进和使用。尤其是最近,由于我们的微分分析仪擅长的是计算常微分方程的数值解,所以承接了很多对运动物体轨迹计算的任务协会也因此加大了投入人手比较缺”,莫里斯告诉他,“所以,你必然会被分配研究微分分析仪,不过首先你应该是学习和熟悉这台美妙的机械”
“嗯,多谢师兄。”得到了自己要的结果后,兰恩道。
入学办理的很顺利,听说是范内瓦院长亲自招收的学生后,对方不敢怠慢。于是兰恩很快的,在入学一天后,就成为了布鲁弗莱大学二年级的学生,而且,直接有了自己学院的院长作为导师。
傍晚,在学校里的同学们,开始沿着每一条路,向学校的五个食堂汇聚时,兰恩取回了放在礼堂外面的自行车。他蹬着脚蹬,在自行车附加法术的协助下,一路风驰电掣的回到了银河实验室。
就像莫里斯师兄所说的一样,他白天回到布鲁弗莱奥法工程实验室后,范内瓦老师立刻就给他布置接下来的任务。
老师先是了解了下他的水平,然后高兴的将微分分析仪的一大堆设计资料和原理图丢给他,让他在半个月内吃透。并且,他每天要抽出几个小时,和师兄师姐们一起,操作操作微分分析仪,对承接的计算任务进行处理。
兰恩围观了下这个过程,这是伴随着扳手、螺丝刀、锤子的工作。
需要用这些粗重的工具,将要计算的内容输入进去,然后操作这台由铜柱和铜球组成的仪器,用人类无法达到的速度计算出结果。
接下来的学习生活,估计会很有意思。
而且这群师兄师姐们,也大都是很有意思的人。兰恩猜测,这可能是和老师开朗幽默的性格有关:被传染了。
“欢迎归来,阁下”
看到兰恩回来,警卫室里的莫什站起身来,隔着窗子大声喊道。
“谢谢你,莫什。不过下次不要这样大声,免得影响了里面的实验。”兰恩把车子在车棚停好走进门,一边把头上的法师帽摘下来,放在门厅架子上,一边对传达室的莫什说道。
“如您所愿,阁下。”
这时康拉德也听到了动静,从实验室里走出来,他看到是兰恩后立刻就开始喊:“嘿,兰恩,你回来了快过来,今天我们就能完成最后一个模块的测试和安装。”
一边说着,他把一袋还冒着热气的带汁肉三明治递给兰恩。
兰恩接过自己的晚餐,一边吞吃一边向实验室里走去:“没错,康拉德,这将会是项划时代的成果。我今天去了学校,在实验室里见到了我老师研究的一台微分分析仪,那是台机械模拟计算机。”
康拉德认真的听着。
“对比起来,我们简直领先了一个时代”,兰恩继续道:“当然,机械模拟计算机有个优势,那就是速度超快。但是,这种机械一向是针对某种算法而单独设计。像伊扎德一号这样的适用范围,估计要投入巨大的人力、物力、时间才能够完成,不可能像我们这样,一个半人就设计出了一台。”
“而且,我们的伊扎德一号,稍加改造就能用于微分分析当然算的很慢就是了。”康拉德补充道。
“这不是问题”,兰恩说道,“我们最大的优点,并不仅仅是在通用性上面,这一点你肯定注意到过。”
“您是指”
第122节 计算机完工
“符文计算机的优势,还有无与伦比的成长性。”
“嗯,我确实想到过这一点”,听到兰恩指出这一点,康拉德说道,“尤其是最近这几天,我这种感觉越来越清晰。”
“说来听听。”兰恩一边和康拉德聊天,一边将最后两块符文基板,用导魔线连上绘制好的测试回路。
“各种机械计算机我也见过,不管是分析机、制表机还是累加器、计算器,都是沉重而精密的家伙。他们中间的任何一个,如果想将运算速度扩充一倍,需要的结构改变和工作量,远远超过制造它的投入,但是伊扎德一号不同。”
康拉德一边说着,一边给兰恩递上了两块标准魔力晶石。
兰恩接过晶石,在测试模块和被测试模块,供能部分的预留的插槽上,分别嵌入了一块。
只听康拉德顿了一顿后,继续说道:“我们的伊扎德一号,如果想要更好的性能,只需要在现有的结构上放大,在计算部分、存储部分、寄存部分加入更多的符文,或者更换运行速度更快的中继器符文,就能够达到提升性能的目的。”
“这是那些机械式计算机,所远远不能相比的地方。更何况,我们使用了二进制,而不是巴贝奇分析机那样繁琐的十进制,准确性和速度、设计难度都有飞跃式提高。”
“所以,我们做的是一项改变世界的工作”,兰恩对康拉德总结道。
在忘我的工作中,时间过得很快。
直到将最后一块检验好的零件安装完成,兰恩才感觉到自己有点口干舌燥。
他和康拉德一起,轻轻的抬起玻璃盖板,小心的扣在机器上。
然后,两人垂着手,不知道接下来做啥。
然后他们互相看了一眼,笑了起来:“我们完成了”
“是啊,真是令人激动的时刻,我们应该欢呼算了,稍等我先去弄点喝的,康拉德你要来杯茶么”兰恩感觉一顿嚎叫确实没什么意思,而且自己实在是渴。
“我要一杯这次不加糖”,康拉德也渴了。
“哈哈,好的”,兰恩飞快的走到水壶前,倒了两杯微凉的茶。
把一杯递给康拉德,兰恩一口干掉手中的红茶,然后他抬手看了看表:“没注意时间,竟然已经到午夜了。”
“现在,我们可以试一试伊扎德一号的效果了,我有点激动”,康拉德把空杯子放在一边,“我们马上开始吧先算点什么”
“先从最简单的开始,先来个3x3矩阵的乘法。”
“好。”
康拉德快速的从一边的角落处,拽过早就采购好的纸带穿孔机。
“我们先把程序写好,然后再一起制作”,兰恩提醒道。
“嗯,我先看看穿孔机的功能是否完好”,康拉德说着,将纸带穿孔机放在桌上,从成品纸带中截下一段装在穿孔机上,然后依次验证了每个字符的形态。
穿孔机也被做了一定的改进,以适应伊扎德一号的指令系统。
这种纸带穿孔机,已经是一种成熟的设备。它的最早应用,是以制作穿孔卡的方式,应用在霍列瑞斯制表机上。
这种制表机,同样是一种伟大的发明。
在几十年前,为了解决大规模统计的效率问题,法师协会公开了征求解决方案的悬赏。由于不限制任务领取的条件,相当多的实验室提出了自己的解决方案。最后脱颖而出的是霍列瑞斯奥术师,和他的穿孔卡制表设备。
虽然本职专业是矿物和地质,但是霍列瑞斯奥术师,仍然以其天才的设计,以绝对优势击败了他的竞争对手们。毕竟其它方案里,最先进的方式不过是使用颜色卡片,手工统计。在一台能顶上五百人效率的霍列瑞斯制表机面前,被碾压的渣都不剩。
霍列瑞斯奥术师的发明,大幅减轻了需要大量统计计算地方的工作量。目前协会里,每年对各种预算汇集、成员信息统计、教育信息统计、分析研究等领域,仍然在广泛应用这种机器。
也因此,他得到了法师协会大量的扶持,名声斐然。
接下来,在需要对数据进行规整化批量输入的机械上,大量采用了这种穿孔卡。穿孔卡片又逐渐进化为穿孔纸带,更方便制作、输入,也就是目前兰恩和康拉德眼前摆着的这种。
在对中继器计算机进行最初的设计时,康拉德为了尽最大可能整合市面上的已有技术,选择了使用穿孔纸带作为输入的方式。
在伊扎德一号中,程序是以微指令的方式存在的,将程序通过穿孔机刻在穿孔纸带上,在计算机的输入部分输入穿孔纸带上的程序,然后在一个类似计算器上的键盘中,输入数据。
满足条件后,机器会自动计算。
穿孔带大概有三厘米宽,上面可以用穿孔机,在每一个长度上,同时在八个位置做出“穿孔”或者“不穿孔”的动作:每一次穿孔,就是八位二进制数。
其中,前两位数作为控制指令,后六位数作为内存地址。
计算机读取程序完毕后,可以按照程序的控制,从数字键盘上读取浮点数,然后送入算术逻辑单元进行运算。
康拉德在一张纸上写完了程序,迫不及待的递给兰恩:“兰恩你帮我检查一遍,确保不出错。”
“好的。”
接过这张潦草的,写满了简单指令的纸,兰恩忽然有些感慨:
自己这是在debug吧
“兰恩”
“噢噢,不好意思有点走神。”听到康拉德发现异状后的催促,兰恩不好意思的说道。
他迅速的将程序检查了一遍。
“没有问题,康拉德,我们可以开始制作纸带了。”
康拉德真是个很棒的程序员,这就是所谓的“一次编译通过”啊,兰恩想。
“太棒了”听到兰恩确认的话,康拉德瞬间行动起来。他以刚刚一倍的速度,将纸带装在穿孔纸带机上,然后郑重又谨慎的敲下了第一个字符。
斥力符文运作,吭哧一下,在坚韧的特制纸带上,将第一排孔打好。
然后康拉德敲打的越来越熟练,手速越来越快。
兰恩在一旁看着他的输入,防止出错。他还准备等纸带打好,再用纸带对照着纸上的程序检查一遍,确保万无一失。
伴随着斥力符文吭哧吭哧的声音,一条长长的、布满了规则且富有韵律孔洞的、淡青色的纸带,从机器里慢慢的吐了出来。
第123节 迟到第一更
“完成了。”
兰恩上前,将纸带小心翼翼的接到手里。
看着手中这条半尺长的穿孔纸带,他心情很好,尤其是检查后发现完全正确后。
康拉德早已经跑到一边,将能源接上伊扎德一号,待初始化完成后,打开输入设备穿孔纸带读带机。
兰恩走过去,认准手中穿孔纸带的方向,将纸带小心的卡入,打开开关。
纸带被缓缓的吞了进去,与此同时,伴随着幽幽的蓝光和连成一片的咔哒咔哒声,伊扎德一号里面的符文回路也开始工作。
在玻璃盖子下面的符文回路中,随着8赫兹注1的时钟控制器运作,穿孔纸带上的孔洞被解码器读取,存入两个寄存器中。随着微指令被解析,机器中断,操作面板上一个发光符文亮起。
“我来。”
康拉德兴奋地抢过了操纵权,他拿过刚刚兰恩准备好的数据纸张,走到十进制输入键盘前,输入第一个浮点数,然后按一下旁边的小杆。
穿孔带又移动了一格,康拉德依次输入后面的数据。
随着所有的十八个数据输入完毕,在微序列器控制下,寄存器通过总线,按照穿孔带输入的地址,从内存中取出了刚刚输入的数据。然后,按照穿孔带输入的指令,将数据送入了算术运算单元,进行加减乘除操作,运算结果被放回内存。
由于此次计算的是3x3矩阵的乘法,因此机器执行的是乘法间隔加法的操作。
随着连成一片规律的响声,幽幽的蓝光中,这台机器像活着一样,将数据按照程序进行精密而准确的运算,宛若一台编织数据的织布机。
可惜第一个程序不是输出“你好,世界”兰恩遗憾的想到。
不过也不能对这台非图灵完全的机器要求太多,诶不对,现在应该叫艾伦完全或者麦席森完全。
而且“你好”世界这句话,也是等高级语言出来后才有的,现在为时太早。毕竟现在使用在穿孔纸带上的控制程序,直接使用的微指令,抽象层次上还不如汇编语言。
对于兰恩来说,面前这台伊扎德一号中继符文计算机,最大的遗憾,是没有设计条件分支和无条件分支,更遑谈分支预测或者动态执行等先进技术。
其次,就是对于结果为0的异常处理做的不好,这是个不小的隐患。
而最后一点,就是数据的来源问题。由于穿孔纸带无法直接设常数,所以所有的数据,要么是用户从十进制输入面板上输入的数据,要么是计算机计算出的中间数据。
接下来,可以考虑将数据输入改成同样使用穿孔纸带,这样可以提前一次性将数据读入内存。而不是现在这样,总要让高速的计算机中断下来,等待缓慢的人工输入,这是对性能的巨大浪费
在兰恩放飞思绪的时候,计算机已经将穿孔纸带吞入完毕。
结果被显示在十进制显示面板上,面板很粗陋,直接用十个一列的发光符文对应单个数字,七列符文的阵列组成一个七位浮点数的输出。面板上一共有十二个显示单元,支持同时显示十二个数据结果。
“算完了”,康拉德说道。
然后他在手中的纸上,记下最后一个数字:“我们验算下。”
兰恩看到他抄起一张纸,开始手动计算刚刚的矩阵乘法结果。
“完全正确,我们的设计没问题。”
同样的矩阵乘法运算,康拉德的计算速度,明显比面前这台伊扎德一号慢三倍以上。
“不错再来个4