端午臨近,蟬鳴漸起。
實踐基地筒子樓二層,無形的火焰燃燒著思想與智慧。
“尖兵組”辦公室內,還是那一派獨特的“攻關氣息”。
牆上的草圖又添新篇,地上的演算稿越堆越高,用分立元件臨時搭接的驗證電路縱橫交錯,如同雛鳥初生的神經脈絡,稚嫩卻充滿了生機。
尖兵組剛剛完成了基於“與門”、“或門”、“非門”這三種基本邏輯單元以及“真值表”定義工具,成功驗證了數種基礎組合邏輯電路的功能。
半加器、全加器的原型電路已經能夠在輸入特定高低電平時,輸出正確的“和”與“進位”。
這標誌著,他們自主定義的這套“設計語言”是切實可行的,通往“星河”的第一塊基石,已然穩固。
此刻,會議的主題更為具體,也更為激動人心:定義中國第一款整合電路應用目標——“紅星一號”計算器的技術架構。
宋顏教授坐在主位,深度眼鏡後的目光掃過十位年輕人。
他直接切入主題:“同誌們,邏輯基礎已然夯實,下一步,就是為‘星河計劃’這艘大船,裝上第一台實用的‘引擎’。計算器,就是我們選擇的突破口。今天,我們必須敲定它的技術架構輪廓。”
首先發言的是數學係出身的謝凱。
他走到小黑板前,拿起粉筆,手法流暢地畫出了加法器的邏輯框圖,符號正是剛剛統一規範的“與門”、“或門”、“非門”。
“看,這是基於我們定義的基本門構建的一位全加器。”謝凱聲音清晰,帶著數學工作者特有的條理,“它接受本位加數,以及低位來的進位,輸出本位和,以及向高位的進位。通過將這樣的全加器進行級聯,我們就能構建出處理任意位數加法的運算器核心。減法,可以通過補碼運算轉化為加法;乘法,本質是連續的加法和移位;除法亦然。因此,這個運算核心,是計算器的‘心臟’。”
他頓了頓,用粉筆點了點框圖:“理論上,隻要整合電路的工藝能夠將足夠數量的電晶體整合在一起,實現這個多位運算器,計算的基礎功能就有了著落。”
理論是優美的,但現實的障礙立刻被擺上了檯麵。
負責電路設計與實現的諸葛彪發言,提出了一個極其務實且尖銳的問題:“謝師兄的運算器設計得很精妙。但是,我們怎麼把要計算的數字‘告訴’這個運算器?難道還像我們測試邏輯閘那樣,用一排排的撥盤開關來輸入二進製數嗎?算出來的結果,難道還要我們自己去數那一排排訊號燈,再把冗長的二進製數心算轉換成十進製?”
他雙手一攤,臉上寫滿了“使用者體驗”的擔憂:“這太痛苦了!這根本不是給人用的計算器,這是給機器看的邏輯演示器。我們要做的,是能讓普通人,比如財務科的王會計、計劃處的李乾事,拿起來就能用的工具!”
這話引起了在場許多人的共鳴。
確實,如果輸入輸出如此反人類,那麼整合電路的效能再強大,其價值也將大打折扣。
會場陷入了一陣沉思,如何跨越這“人機互動”的鴻溝,成了擺在麵前的首要難題。
就在這時,呂辰緩緩舉起了手。
所有人的目光瞬間聚焦到他身上,這個年輕的“構想師”再次在關鍵時刻開口。
“諸葛師兄的問題,正是關鍵所在。”呂辰的聲音帶著一種令人信服的力量,“我們不能讓使用者去適應機器的語言,而要讓機器來理解人的習慣。輸入,我們必須采用最符合人類直覺的方式。”
他站起身,走到謝凱旁邊,拿起粉筆,在小木板的空白處畫了一個簡單的方框,裡麵標著按鍵的圖示。
“我提議,借鑒電報機的思路,為我們計算器設計一個‘鍵盤’。”呂辰一邊畫一邊解釋,“這個鍵盤不需要像電報機那麼複雜,它隻需要有限的按鍵:數字0到9,一個小數點,功能符號加、減、乘、除、等號,再加一個清零鍵。使用者看到什麼按鍵,按下,就代表輸入什麼。直觀,無需學習。”
“那麼,如何將按鍵動作轉化為運算器能理解的二進製程式碼呢?”呂辰繼續闡述他的構想,“我們需要設計一個相對簡單的‘鍵盤編碼器’電路。這本質上也是一個組合邏輯電路。當某個按鍵被按下時,編碼器就會輸出一組預先設定好的、代表這個按鍵含義的二進製程式碼。比如,按下‘5’,編碼器就輸出‘0101’。”
接著,他將話題轉向輸出:“至於結果顯示,我們可以采用‘七段LED數碼管’。”
他在黑板上畫了一個“8”字的輪廓,並將其分解為七段獨立的筆劃,“大家看,通過控製這七個筆劃的亮滅,我們可以組合出0-9這十個數字。對於一個八位數的計算器,我們隻需要並列放置八個這樣的數碼管。”
“核心在於,”呂辰強調,“我們需要設計一個‘解碼器’電路。它的功能正好與編碼器相反,能將運算器輸出的、用二進製表示的十進製結果,轉換成一整套驅動訊號,去點亮對應數碼管上特定的筆劃段。比如,二進製‘0101’(代表5)輸入解碼器,解碼器就會輸出訊號,點亮構成數字‘5’所需要的那幾段筆劃。這也完全可以通過我們已有的組合邏輯設計方法來實現。”
呂辰的描述,如同在眾人眼前展開了一幅清晰的藍圖。
從直觀的鍵盤輸入,到編碼轉換,再到核心運算,最後通過解碼驅動進行直觀顯示。
一條完整的技術路徑被清晰地勾勒出來,巧妙地繞開了二進製與十進製之間令人望而生畏的直接轉換,將複雜留給了機器,將簡便留給了使用者。
諸葛彪聽得雙眼放光,立刻補充道:“呂辰這個思路太好了!但這還不夠,計算器還需要一個‘指揮中心’。”
他拿起粉筆,在呂辰繪製的框圖基礎上,新增了一個核心模組。
“我稱之為‘控製核心’或者‘狀態機’。”諸葛彪解釋道,“它內部應該固化一個簡單的‘微程式’。這個核心能根據使用者按下的按鍵序列,來理解和指揮整個計算流程。比如,使用者先輸入‘123’,再按下‘ ’號,這時控製核心就應該知道,第一個運算元‘123’已經輸入完畢,接下來是加法操作,它要等待第二個運算元。當使用者再輸入‘456’,並按下‘=’號後,控製核心就立刻‘下令’:將之前暫存在輸入暫存器裡的‘123’和剛輸入‘456’一起送入加法運算器,計算完成後,再將結果‘579’送到輸出解碼器,最終驅動數碼管顯示出來。”
他用力點了點那個代表控製核心的方框:“這個‘微程式’,定義了計算器的行為邏輯,是協調輸入、運算、儲存、輸出各個模組有序工作的‘大腦’!它保證了計算過程不再是雜亂無章的電訊號,而是有步驟、有邏輯的自動化流程。”
呂辰和諸葛彪的這一番補充,將一個模糊的概念,徹底具象化為一個由輸入編碼器、控製核心、運算器、暫存器、輸出解碼器、顯示器等模組構成的、可行性極高的係統方案。
辦公室裡的氣氛瞬間被點燃,之前的迷茫又被興奮和躍躍欲試所取代。
宋顏教授一直認真聆聽著,手指無意識地在桌上輕輕敲擊,此刻,他終於露出了肯定的笑容。
他站起身:“好!非常好!鍵盤輸入、編碼轉換、微程式控製、運算核心、解碼顯示……這條技術路徑清晰、可行!呂辰、諸葛彪,你們的構想解決了最關鍵的人機互動和控製邏輯問題。謝凱的運算器是堅實的數學基礎。這樣一來,我們‘紅星一號’計算器的頂層架構,就算定下來了!”
他走到木板前,用紅粉筆將幾個核心模組圈連起來,形成一個完整的係統框圖。
“那麼,接下來,我們分工協作,全力攻堅!”宋教授的聲音斬釘截鐵。
呂辰、吳國華、謝凱,你們三人負責核心的係統架構與微程式邏輯設計,務必細化每一步的控製流程和狀態轉換……
諸葛彪,你帶領電路組,根據架構設計,開始將各個模組轉化為具體的電晶體級電路,重點攻關鍵盤編碼器和顯示解碼器這兩個組合邏輯電路……
錢蘭,你們工藝組要密切跟進半導體所和長光所的進展,確保我們設計的電路能夠被順利製造出來……
版圖組的同誌,可以開始熟悉和準備座標繪圖工具了……
任務被清晰地下達,每個人都明確了自己接下來的主攻方向。
會議在高度亢奮而又秩序井然的氛圍中結束。
眾人立刻投入到各自的工作中,辦公室裡再次響起熱烈的討論聲、筆尖劃過紙張的沙沙聲,以及針對某個技術細節的激烈爭辯聲。
那顆名為“紅星一號”的種子,已然在這間擁擠悶熱的辦公室裡,破土而出,露出了稚嫩卻充滿希望的嫩芽。
轉眼就到了中午時分。
呂辰和吳國華走出筒子樓,炙熱的陽光瞬間包裹全身,與室內那種凝神靜氣的氛圍形成鮮明對比。
兩人相視一笑,都從對方眼中看到了同樣的興奮與疲憊。
他們照例走向第一食堂。
打好飯菜,今日是冬瓜燒肉片、清炒土豆絲和二合麵饅頭,兩人默契地走向角落位置。
剛坐下冇多久,王衛國、汪傳誌、任長空、陳誌國也陸續端著飯盆尋了過來。
213宿舍的六兄弟,除了偶爾因公外出,午餐時間在此聚首,幾乎成了雷打不動的慣例。
“謔!咱們的‘架構師’和‘邏輯大師’怎麼來來這麼早!”
汪傳誌人未至聲先到,大大咧咧地拉開凳子坐下,他穿著一身沾滿油汙的工裝,身上散發著一股淡淡的機油和金屬切削液混合的味道,臉被曬得黝黑髮亮,額頭上還有幾顆明顯的火癤子,顯然是長期泡在熱處理車間安裝一線的“戰果”。
“哪比得上你汪大將軍,‘熱處理線上摸爬滾打’,這一身‘男人味’,隔著二裡地都聞見了。”吳國華笑著打趣道。
陳誌國和任長空則顯得“文靜”許多,但眼裡的血絲和手指上沾染的墨跡與鉛灰,昭示著他們連日來在繪圖板和機加工裝置之間迴圈往複的辛勞。
王衛國最後一個坐下,他雖不像汪傳誌那樣一身油汙,但眉宇間的疲憊更深,手裡還拿著一疊表格,顯然是邊吃飯邊還要處理事務。
作為基地實際上的“大管家”,協調資源、撰寫報告、管理進度,千頭萬緒的工作讓他幾乎成了旋轉的陀螺。
“怎麼樣?聽說你們尖兵組今天定大事了?”王衛國扒拉了一口飯,關切地問道。
呂辰點點頭,簡單將計算器架構確定的事情說了一下。
聽到鍵盤輸入、數碼管顯示、微程式控製這些新穎而實用的構想,兄弟幾人都露出了讚歎的神色。
“了不得!真要能做成,那可是放衛星了!”汪傳誌用力拍了一下大腿,隨即又齜牙咧嘴地揉了揉額頭的火癤子,“他孃的,天天跟那些液壓管道、傳動基座較勁,搞得老子一臉包!還是你們這活兒乾淨,動動腦子就行。”
“乾淨?”陳誌國難得地開口反駁,他舉起自己帶著墨跡和細小劃傷的手,“一張總裝圖,畫錯一根線,加工出來就是一堆廢鐵。這腦子動得,比搶大錘還累心。”
任長空深有同感地點頭:“趙老師簡直就是強迫證了,差一絲都不行。不過,跟著這些老師傅,是真能學到東西。”
兄弟幾人邊吃邊聊,互相吐槽著工作的艱辛,也分享著各自的進展和趣事。
飯菜雖簡單,但也吃得有滋有味。
這時,汪傳誌忽然放下筷子,黝黑的臉上泛起一絲紅暈,他清了清嗓子,聲音壓低了些:“那什麼……跟兄弟們說個事。我和……和高妹喜同學商量了一下,眼看這畢業在即,各奔東西……想趁著端午節,咱們213宿舍和她們宿舍,搞一次聯誼活動,地點就定在北海公園,劃劃船,看看景……你們覺得咋樣?”
這話一出,頓時引起了眾人的興趣。
“好事啊!”王衛國第一個表示支援,“是該放鬆放鬆了。”
“傳誌兄這是要發起總攻了?”吳國華鏡片後的眼睛閃著狡黠的光。
呂辰也笑了:“我看行,曉娥那邊我去說,她們宿舍的同誌們都挺好相處的。”
眾人立刻圍繞著端午節聯誼的細節熱烈討論起來,劃船、野餐、準備什麼零食……彷彿連日來的疲憊都被這即將到來的閒暇沖淡了不少。
自然,汪傳誌和高妹喜那點“小情況”又被兄弟們拿出來好一陣打趣,鬨得汪傳誌這粗豪漢子竟也有些招架不住,隻能嘿嘿傻笑。
正當氣氛熱烈之時,李懷德的通訊員小張急匆匆地尋到了食堂,徑直走到他們這一桌。
“呂工,李廠長請你過去一趟。”小張恭敬地說。
“哦?什麼事?”呂辰放下筷子。
“是農學院的馬教授來了,好像是為了陶瓷暖氣片生產的事,挺急的,李廠長請呂工您跟著去陶瓷生產車間看看。”
幾人一聽,互相交換了個眼神。汪傳誌立刻嚷道:“走走走!一起去看看!天天蹲車間,還冇見過咱們的爐渣是怎麼變廢為寶的呢!”
“對,一起去,飯後百步走!”王衛國也站起身。
反正下午的工作安排已然明確,兄弟六人便一起跟著小張,朝李懷德的辦公室走去。
來到廠長辦公室,隻見李懷德正拿著一包“大前門”,試圖給一臉焦急的馬教授遞煙。
馬教授哪有心思抽菸,連連擺手,嘴裡不停地催促著:“懷德同誌,我的李廠長!時間不等人啊!眼看下一個種植季就要規劃,這陶瓷暖氣片的產量要是跟不上,我們那麼多暖棚的越冬保障就要出大問題!你們這生產線,可得給我再加把勁啊!”
李懷德看到呂辰六人進來,如同看到了救星,連忙招呼:“來得正好!”
順手就從抽屜裡拿出幾包“大前門”,給兄弟六人一人塞了一包,“走走走,一起去車間,現場解決問題!”
馬教授也立刻站起身:“小呂,你可來了!快,跟我去看看,這出窯率怎麼就是提不上去!”
一行人浩浩蕩蕩地出了廠辦樓,朝著廠區邊緣的陶瓷生產車間走去。