第八章 进展
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莱布尼兹不仅是一个伟大的德国数学家，他在发明创造上的成就一点都不比在微分领域的贡献少。他充分发挥了自己精通数学的优势，将帕斯卡的机械式计算机加以改进后，为人类世界迎来了计算机时代。虽然在很长时期里，人类都活在算盘和机械式计算机的世界里。但当二进制、继电器、电子管、逻辑数学等等相继出现之后，人类是应该走进电子计算机时代了……
“有人说，计算机的发展壮大史上，有三样东西或者发明是很关键的。第一是电子管，它结束了人类百年的机械方式运行计算机时代，计算机开始真正意义上的走向电子化，完成了由量到质的转变，其标志就是电子计算机的诞生。”
1904年，世界上第一只电子管诞生于英国物理学家弗莱明之手下。它的出现，标志着人类社会从此进入了电子时代。
（） 电子管是一种在气密性封闭容器中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用，以获得信号放大或振荡的电子器件。它可以广泛运用于电视机、收音机和广播系统之中，是晶体管和集成电路出现之前，电子产品中的主要电子元件，自然也是不可或缺的、最为值钱的元件，二十世纪初最有名气和销量的电子产品，便是电子管收音机。它就如同信息时代的高速电脑一样深受人们欢迎，因为它是该时代的标志。
但是，电子管有体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，这些缺陷都注定它的适用范围，将会随着技术的进步会越来越小，它有一个很强劲的敌人，那就是晶体管。
“第二个关键发明，那就是晶体管。”张宇带着张雨生在泰山计划的计算机实验区里逛来逛去，逛完了学术交流、会议讨论等地方后，向实验中心走去，一路上嘀嘀咕咕地给邀功来着。
“咱们那个时空的1947年，晶体管在贝尔实验室里诞生，很快便引领了计算机新发展热潮，剑桥大学很快弄出了一台可存储程序计算机，虽然输入输出仍是纸带，而软磁盘诞生之后，高级语言编译器又弄出来了，种种新鲜物事相继出现，晶体管计算机立马体替代了电子管的，无论体积、功效、运算速度等等都有优势。”
“然而电子管并不是一无是处，电子管负载能力很强，线性性能也优于晶体管。也就是说在高频大功率领域的工作特性，是要比晶体管更好的。比如大功率无线电发射设备的方面，电子管的地位是不容替代的。晶体管和电子管其实都没啥争斗的权利，第三个改变计算机发展史的是集成电路。不管是什么规模的集成化，总之，在集成电路面前，这俩东西立马成了难兄难弟，尤其是电子管，真是可怜……”
“集成电路出现后，很快催生了微处理器的诞生与发展。计算机是体积越做越小、运算越来越快，在一个芯片上人类为之集成了越来越多的晶体管，千个、万个、十万个…越来越多的晶体管被集成于处理芯片之上成为一块块中央处理器，集成程度和数目决定了其运算的速度，人类开始追求更快的运算速度，每秒百万次、千万次、亿次等等。尤其是当互联网和多媒体技术成熟之后，计算机已经影响整个世界、渗透到了很多领域。当然，那也就是您经常念叨的信息时代！”
在张宇的带领下，俩人很快通过两次检查，进入了“别墅区”。并不是任何科研机构都会设置在地下或者洞中，泰山计划很多科研机构的地域都被建成山间别墅式房屋，从高空往下看任何人都会以为到了某个特大度假胜地似的，但每一个“别墅区”都有各自的内涵，每一幢“别墅”或许是一个科研机构的分支，一幢幢四层高的公寓楼才是科研人员们的居住所。所以，科研人员们就是在这青山绿水之间展开科学研究，有足够的物资和电力供应，几万号人仿佛是到山峦里来度假一样……
“很早以前，我曾说过万事万物都有它的基础所在。计算机是数学、材料、电子等等方面的有机糅合，少了一样都会导致计算机技术的不成熟或性能的不好。所以我们在开展计算机技术这一应用研究的同时，我们的材料研究工作进展得更快，金属、非金属、稀有金属等等方面的基础研究都进展不错。像我们现在所看到的这台晶体管计算机，明显比隔壁的那台电子管计算机要小，当然这间实验室也要小一点。虽然晶体管和电子管必须一比一交换，但晶体管计算机还就是要苗条得多……”
“同电子管相比，晶体管具有诸多优越性，首先就是晶体管的构件是没有消耗的，而无论多么优良的电子管，都将因阴极原子的变化和慢性漏气而逐渐劣化。当然，由于技术上的原因，我们的晶体管制作也存在同样的问题，但我相信随着相关材料和制作技术上的进步，它所需要的高精度、简工序制作必将为我们所掌握。”
“到了那个时候，我们的晶体管寿命估计将比电子管长700到1500倍左右，加上他那结实可靠的身板，比电子管可靠百倍，还有耐冲击、耐振动的同时却只有电子管的十分之一大小的优势。显然，这都是电子管所无法比拟的。
“还有一点不容忽视，那就是晶体管消耗电子极少，仅为电子管的十分之一或几十分之一。它不像电子管那样需要加热灯丝以产生自由电子，比起电子管的，它只要几节干电池就可以半年甚至一年两年地听下去，而且不需预热便实现了开机即可工作。这对无线电的发展必将大有好处，况且晶体管的制作技术成熟之后，自治区便可开创电子工业，真正引领电力时代的发展潮流！”
“既然你把它说得这么好，那它的峰值运行速度能有多快？”
张雨生隔着厚厚的玻璃看着实验室里的一切，那台快比他家床宽、柜子高的大铁盒子，就是所谓的计算机，是二十一世纪超级网虫的他还真没见过这么原始的计算机，高大而且威猛！
“每秒钟能够处理五千条字符！相当恐怖的一个数字，但理论研究证明，计算机会有更快的速度，会有更多难以置信的东西诞生于科研人员之手，如果真的哪天实现了每秒钟百万次或者千万次乃至亿次，估计连他们自己都会怀疑这一切是不是做梦！”
“那你们那会儿的计算机的速度咋样呢？”张雨生说到这儿，看了看周围并没有什么人，大家都在忙碌于自己的事务，都没来过问这俩人的四处闲逛。“大学那会儿，我的那台电脑可已经是双核的了，速度非常不错！”
“你不是玩过吗？反正就是和你们使用的传统硅芯片计算机不同。光脑是用光束代替电子进行计算和存储。也就是说，它以不同波长的光代表不同的数据，以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。可以说，光脑是利用纳米电浆子元件作为核心来制造，通过光信号来进行信息运算的，载体不同于双核电脑的电子，光脑用的是光。每秒在千亿次以上，而且还不怎么耗电！”
“千亿？我的天，那是啥概念？”
张雨生所在的二十一世纪初，世界上的主要大国都在追逐计算机的高速度，虽然国家计算机实验室已经实现了每秒千亿次，但民间广泛使用的计算机其处理器运算速度也不过以百万计算，但即便这样，也足以满足人们日常的使用需求了，看电影、上网冲浪、做文档什么的，都能满足，奢望千亿次运算速度的计算机，就如同恐怖分子奢求原子弹一样难以企及。
“什么概念？大型工程的设计计算都需要每秒运算千亿次以上的计算机，否则将繁冗的数据处理都将会对工程工期造成严重影响。比如说，比如你们那时候的天气预报、模拟地壳运动、模拟核武器实验等等。当然，每秒千亿次的运算速度，是标志着能否进入到人机互动智能时代的最低门槛，不过咱们已经到了这个世界，也就不要有那个念想了！”张宇说着，指了指实验室里那台每秒以千次计的计算机，要到达千亿次，得再给它添上九个零。
“可惜的是，咱们手里就只有你那么一台光脑，要是有更多一点就好了！可惜的是只有一台，更可惜的是，咱们这会儿的计算机还处于原始代！”张雨生说完，接着透过玻璃窗痴痴的看着那台硕大的晶体管计算机。
组装技术的进步是始终与计算机的换代相协调的，计算机不断向小型、微型化发展，也是有组装技术的进步在做贡献。所以，之所以能让这间实验室的晶体管计算机小于隔壁的电子管计算机，那是因为实验部门的组装技术提高了。
电子管计算机中，一个“门”就是一个插件，然后以焊钉、导线钎焊而成。晶体管计算机，它就可以使每一个插件可包含若干个“门”，继而使组装密度得以提高一个数量级，并且组装采用单面或双面印制板，大大利用了有限的机内空间。
当然，往以后发展，集成电路会将插件吸收到器件内部，并采用多层印制的插件板与底板，以及绕接连线工艺，会大大提高组装密度。当大规模和超大规模集成电路门阵列应用之后，计算机的微型化便成为可能，让计算机早日实现大规模使用成为可能。
当然，张雨生的感叹是有道理的。计算机的发展同其他科学领域一样，它是一个系统性的工程，需要多方面的整体进步才能实现整体的飞跃。计算机技术包括很多方面，运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统与中央处理器的设计、流水线原理及应用、存储体系等等。这也就要求计算机发展，需要运用很多科学的技术方法和手段并加以综合，电子工程、应用物理、机械工程、现代通信技术和数学等务必紧密结合一体，而且从科学理论研究到实验试制，一直到大规模生产使用，自治区要想玩转计算机，还很很多方面的技术要有所建树才行。
电子工程中的脉冲技术、电子计数技术、通信技术，特别是微电子技术，都是计算机发展的基础。应用物理方面的真空电子、磁记录、光学和激光、超导、光导纤维、热敏与光敏，也都是计算机之中的重要应用。
计算机的硬件设备，很大程度上有依靠于精密机械的加工制作。尤其是要在一块芯片上集成万计的晶体管，没有这种技术是做不出高速中央处理器的，精密机械的工艺和计量技术，可以说是计算机硬件发展的。
通信技术的进步，促进了人类社会的交流方式极大转变，依靠计算机结成的网络，人类得以实现信息资源的快速共享，与多媒体技术相结合之后，人与人的距离变得不再遥远，人的意志和行为开始通过计算机得以部分实现……
离散数学、算法论、语言理论、控制论、信息论、自动机论等，为计算机技术的发展提供了重要的理论基础。计算机技术在许多学科和工业技术的基础上产生和发展，又在几乎所有科学技术和国民经济领域中得到广泛应用。基本内容计算机技术的内容非常广泛，可粗分为计算机系统技术、计算机器件技术、计算机部件技术和计算机组装技术等几个方面。
可以说，自治区要想再信息科技领域抢占制高点，并拥有绝对的领先优势，需要努力的东西和时间都很多。有利的条件是，从1923年6月份四千余名科研人员正式开始各项科研工作，一直到张雨生今日来视察也就是1927年4月5日为止。24年、25年和26年泰山计划已经迎来了一共六千余人的新面孔，所以张雨生来视察的时候，泰山计划的科研工作者有万人规模，往后还将有更多的人才加入进来。
所以说泰山计划不缺钱、不缺时间，也不缺人才。科研人员们在相对宽容的环境下展开庞大的科研工程，数以万计的科研人员在大山里聚集起来，又因不同的科研机构而相互独立，俨然形成了一个巨大的科研城，而各大科研机构的驻地就是城市里的一个个区，此时张宇他们所在的就是泰山计划之计算机研究的总部之某实验中心内。
“这位就是泰山计划计算机技术与发展领导组副组长朱佳伟，他目前还有一个职位就是中国工业大学应用科学学院的副院长，当然他也在从事相关的教学工作，是一位教学和科研能力都很不错的教授！”
张宇非常热情的向张雨生介绍从其他地方急急忙忙赶回来的副组长，虽然张宇自己挂着一个组长的名字，而且泰山计划里不少的科研机构都有他的位置。但实际上他起到的作用主要是那些突发灵感时的“建议”，当然这也对计算机的研究很有裨益。
“听说总理事过来了，我就赶紧从理论研究室赶了过来！”朱佳伟是一个典型的学者，最大最显眼的标志就是那副鼻梁上眼镜，镜片的厚度几乎可以防弹。“总理事我来为您做做介绍。这是我们最大的一间实验室，各个研究室的成果都会在这里进行组装、调试、运行等等，以检验我们的研究成果是否正确。”
“目前，我们已经完成项目的第一阶段，也就是对电子管和晶体管计算机的研究工作。下一阶段我们将重点放在了计算机理论方面的研究和实践。系统的结构、管理和应用等技术我们都在逐一开展研究，和我们相配合的众多科研机构也在做着紧张的工作…”
朱副组长所说的系统结构技术，也就是为了使计算机系统获得良好的解题效率和合理的性能价格比。计算机的硬件资源和能力是有限的，除了建立一个良好的计算机系统对其加以管理和利用，充分发挥其应有的性能，就离不开管理技术的突破，当然系统应用技术中的计算机语言设计、基础程序编译、应用软件开发等等也是相当重要的。
接下来，朱佳伟带着俩人到处参观了一下，大部分都是理论上的进展，实际上的成就已经被张雨生所看见了，所以整个参观过程对张雨生这么一个文科生而言是相当难熬的，还不如参观机械工业研究所的新进展来得爽快，还有什么新材料、新医药等等这些易懂一点的东西让张雨生感觉来得实在，而且那些方面的进度都还挺不错，尤其是材料方面的研究更是令人兴奋，高温陶瓷、复合材料等的成功意义也是巨大的。
然而，在“1”和“0”之间晃悠，计算机之于未来的重要性不言而喻，但这些方面研究成果实在过于虚幻，真的令他脑袋都大了。除了鼓励和支持，他几乎找不到啥话可以说，而张宇则是个大忙人，到哪儿都有人提出问题征求建议，不管是啥方面的张宇简直是个人人爱的角色，而他就是人人敬畏的“老虎”。
“理论都是远远进步于实际的，但没有理论作为基础，又怎么能够得到实际呢？”张雨生离开之前，张宇是这么对他说到的。其中之意当然是让张雨生不要有一步登天的想法，一步一个脚印走踏实了，才能获得长足的进步。毕竟，一口饭是不能吃成胖子的。
随同张雨生一起离开泰山计划基地群的还有一部分可推广应用的科研成果，它们都是科研专家们夜以继日的努力结晶，当然也是人民自治政府大额投资的点点回报，让政府能够有所回报，也才能够让科研有源源不断的资金，良好的循环才是长久维持下去的保证。这其中的道理很简单，“钱虽然不是万能的，但是没有钱，却是万万不能的”，庞大的科研计划没有强大的实力做后盾，谁还敢奢望成功。
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“有人说，计算机的发展壮大史上，有三样东西或者发明是很关键的。第一是电子管，它结束了人类百年的机械方式运行计算机时代，计算机开始真正意义上的走向电子化，完成了由量到质的转变，其标志就是电子计算机的诞生。”
1904年，世界上第一只电子管诞生于英国物理学家弗莱明之手下。它的出现，标志着人类社会从此进入了电子时代。
（） 电子管是一种在气密性封闭容器中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用，以获得信号放大或振荡的电子器件。它可以广泛运用于电视机、收音机和广播系统之中，是晶体管和集成电路出现之前，电子产品中的主要电子元件，自然也是不可或缺的、最为值钱的元件，二十世纪初最有名气和销量的电子产品，便是电子管收音机。它就如同信息时代的高速电脑一样深受人们欢迎，因为它是该时代的标志。
但是，电子管有体积大、功耗大、发热厉害、寿命短、电源利用效率低、结构脆弱而且需要高压电源的缺点，这些缺陷都注定它的适用范围，将会随着技术的进步会越来越小，它有一个很强劲的敌人，那就是晶体管。
“第二个关键发明，那就是晶体管。”张宇带着张雨生在泰山计划的计算机实验区里逛来逛去，逛完了学术交流、会议讨论等地方后，向实验中心走去，一路上嘀嘀咕咕地给邀功来着。
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当然，往以后发展，集成电路会将插件吸收到器件内部，并采用多层印制的插件板与底板，以及绕接连线工艺，会大大提高组装密度。当大规模和超大规模集成电路门阵列应用之后，计算机的微型化便成为可能，让计算机早日实现大规模使用成为可能。
当然，张雨生的感叹是有道理的。计算机的发展同其他科学领域一样，它是一个系统性的工程，需要多方面的整体进步才能实现整体的飞跃。计算机技术包括很多方面，运算方法的基本原理与运算器设计、指令系统与中央处理器的设计、流水线原理及应用、存储体系等等。这也就要求计算机发展，需要运用很多科学的技术方法和手段并加以综合，电子工程、应用物理、机械工程、现代通信技术和数学等务必紧密结合一体，而且从科学理论研究到实验试制，一直到大规模生产使用，自治区要想玩转计算机，还很很多方面的技术要有所建树才行。
电子工程中的脉冲技术、电子计数技术、通信技术，特别是微电子技术，都是计算机发展的基础。应用物理方面的真空电子、磁记录、光学和激光、超导、光导纤维、热敏与光敏，也都是计算机之中的重要应用。
计算机的硬件设备，很大程度上有依靠于精密机械的加工制作。尤其是要在一块芯片上集成万计的晶体管，没有这种技术是做不出高速中央处理器的，精密机械的工艺和计量技术，可以说是计算机硬件发展的。
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接下来，朱佳伟带着俩人到处参观了一下，大部分都是理论上的进展，实际上的成就已经被张雨生所看见了，所以整个参观过程对张雨生这么一个文科生而言是相当难熬的，还不如参观机械工业研究所的新进展来得爽快，还有什么新材料、新医药等等这些易懂一点的东西让张雨生感觉来得实在，而且那些方面的进度都还挺不错，尤其是材料方面的研究更是令人兴奋，高温陶瓷、复合材料等的成功意义也是巨大的。
然而，在“1”和“0”之间晃悠，计算机之于未来的重要性不言而喻，但这些方面研究成果实在过于虚幻，真的令他脑袋都大了。除了鼓励和支持，他几乎找不到啥话可以说，而张宇则是个大忙人，到哪儿都有人提出问题征求建议，不管是啥方面的张宇简直是个人人爱的角色，而他就是人人敬畏的“老虎”。
“理论都是远远进步于实际的，但没有理论作为基础，又怎么能够得到实际呢？”张雨生离开之前，张宇是这么对他说到的。其中之意当然是让张雨生不要有一步登天的想法，一步一个脚印走踏实了，才能获得长足的进步。毕竟，一口饭是不能吃成胖子的。
随同张雨生一起离开泰山计划基地群的还有一部分可推广应用的科研成果，它们都是科研专家们夜以继日的努力结晶，当然也是人民自治政府大额投资的点点回报，让政府能够有所回报，也才能够让科研有源源不断的资金，良好的循环才是长久维持下去的保证。这其中的道理很简单，“钱虽然不是万能的，但是没有钱，却是万万不能的”，庞大的科研计划没有强大的实力做后盾，谁还敢奢望成功。
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