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秦宇眉头紧锁,心中暗道:“质量问题是国内工业的硬伤,但如果等晶体管技术成熟,那不知道要拖到什么时候。只能想办法用技术弥补这些缺陷了。”

系统提示:

【叮!检测到晶体管质量问题,触发技术辅助!】

【已解锁解决方案:晶体管“冗余容错设计”】

【冗余容错设计原理:通过增加多余晶体管进行并联,当某一晶体管失效时,备用晶体管自动接管工作,保证电路的稳定性。】

看到系统弹出的提示,秦宇长舒了一口气,立刻拿起笔调整电路设计。他在每个关键模块中增加了2-3个备用晶体管,同时在逻辑电路中设计了一个简单的切换机制。当某个晶体管出现故障时,备用晶体管会自动接替工作。

几天后,改进后的设计被应用到实验样机上。结果证明,即使有部分晶体管失效,电路依然能够稳定运行。这一技术大幅提升了系统的可靠性。

技术难题二:磁鼓存储器的制造

磁鼓存储器是晶体管计算机的核心部件之一,用来存储程序和数据。但国内当时的磁鼓制造技术极为落后,磁鼓表面的磁性材料涂层不均匀,导致存储数据时经常出现读写错误。

“秦工,这磁鼓跑着跑着就不认数据了!咱的程序没跑几步就出错,根本没法用啊!”一名年轻技术员愁眉苦脸地报告。

秦宇心里也急得火烧火燎。他知道磁鼓存储器是整台计算机的关键,如果存储不稳定,整套系统就无法正常工作。

系统提示:

【叮!检测到磁鼓存储器问题,触发技术辅助!】

【已解锁解决方案:磁鼓表面精加工工艺】

【精加工工艺原理:通过多次研磨和均匀涂覆磁性材料,确保磁鼓表面光滑平整,磁性分布均匀,从而提升存储器的读写精度。】

秦宇立刻带着技术员跑到轧钢厂的机械车间,利用车床对磁鼓进行精密加工。他们将磁鼓表面研磨到微米级精度,然后用喷涂设备均匀涂覆磁性材料。经过反复试验,终于制造出了一块性能稳定的磁鼓。

“终于搞定了!”秦宇盯着读写测试结果,兴奋地拍了拍桌子,“这块磁鼓的读写精度已经达到了设计要求,完全可以用在计算机上!”

技术难题三:程序和指令集的设计

硬件问题解决后,另一个更棘手的问题摆在了秦宇面前:程序和指令集的设计。晶体管工业计算机需要通过程序控制流水线的运行,但这个年代还没有成熟的程序开发工具,所有的代码都要人工编写,且必须以二进制形式输入。

“秦工,这程序谁能写啊?咱们厂的技术员别说写程序了,连二进制是啥都搞不明白!”老吴苦笑着说道。

秦宇知道,六十年代的程序设计确实是个大难题,但他并没有气馁。

系统提示:

【叮!检测到程序开发难题,触发技术辅助!】

【已解锁解决方案:简化指令集(SISc)与纸带编程模板】

【简化指令集原理:通过减少指令种类,将常用功能整合到少量指令中,降低程序设计的复杂性。】

【纸带编程模板:提供一套通用的纸带指令模板,工人只需按照模板打孔即可完成程序输入。】

秦宇根据系统提供的方案,设计了一套简化指令集(SISc),将流水线常用的操作(例如送料、冲压、焊接等)整合为十几条简单指令。每条指令只需要几个二进制编码,便于工人理解和使用。

同时,他还设计了一份“纸带编程手册”,用图文结合的方式详细说明每条指令的功能和用法。工人只需要按照手册的说明,在纸带上打孔,就能完成程序输入。

最终的实际性能和成本

经过三个月的艰苦试制,第一台晶体管工业计算机终于诞生了。它被命名为“轧钢一号”,成为龙国第一台专用于工业生产的计算机。

实际性能:

处理能力:

每秒执行约100次指令,能够满足流水线的实时控制需求。

存储容量:

1Kb磁鼓存储器,可存储多段程序和数据。

可靠性:

通过冗余容错设计,机器运行稳定,即使部分晶体管失效也能继续工作。

编程难度:

简化指令集和纸带编程模板的应用,使工人无需专业知识即可编写简单程序。

实际成本:

元器件成本:

晶体管、大量电阻电容、磁鼓存储器,总成本约为5000元(相当于当时一台轿车的价格)。

制造周期:

从设计到试制完成,耗时约3个月,主要瓶颈在于元件的加工和调试。

使用成本:

功耗约500瓦,维护成本较低,主要是元器件的更换。

效果:

“轧钢一号”被安装在流水线上后,立即展现出惊人的效果。它不仅能够自动控制设备运行,还能实时监控生产数据。当流水线某一环节出现故障时,计算机会发出报警信号,并自动停机,避免了更大的损失。

专家与领导的震撼:开创先河

工业部的专家组再次来到轧钢厂,对“轧钢一号”进行实地考察。当他们看到这台计算机成功运行时,一个个都目瞪口呆。

“这……这真的是我们国家自己造出来的?”白发专家激动得声音发颤,“晶体管的性能被发挥到了极限!这种设计水平,就算放在国外,也是顶尖的!”

副部长更是连连点头:“小秦同志,你的工业计算机为我们国家开创了一条全新的道路!从今天起,咱们龙国的工业化有了自己的‘大脑’!”

……

“轧钢一号”成功运行那天,轧钢厂的流水线第一次实现了真正意义上的自动化控制。设备在计算机的指令下如行云流水般运转,工人们只需监控机器状态和更换材料即可。原本需要几十人手工操作的流水线,现在只需要几名工人值守。

工业部的专家组再次赶到轧钢厂,对“轧钢一号”进行全面考察。

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