黑巖小說

第251章 方寸之心 初定雛形（第2頁）

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(gè)簡單的方框，里面標(biāo)著按鍵的圖示。

“我提議，借鑒電報(bào)機(jī)的思路，為我們計(jì)算器設(shè)計(jì)一個(gè)‘鍵盤’?！眳纬揭贿叜嬕贿吔忉?，“這個(gè)鍵盤不需要像電報(bào)機(jī)那么復(fù)雜，它只需要有限的按鍵：數(shù)字0到9，一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，功能符號(hào)加、減、乘、除、等號(hào)，再加一個(gè)清零鍵。用戶看到什么按鍵，按下，就代表輸入什么。直觀，無需學(xué)習(xí)?！?/p>

“那么，如何將按鍵動(dòng)作轉(zhuǎn)化為運(yùn)算器能理解的二進(jìn)制代碼呢？”呂辰繼續(xù)闡述他的構(gòu)想，“我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)相對(duì)簡單的‘鍵盤編碼器’電路。這本質(zhì)上也是一個(gè)組合邏輯電路。當(dāng)某個(gè)按鍵被按下時(shí)，編碼器就會(huì)輸出一組預(yù)先設(shè)定好的、代表這個(gè)按鍵含義的二進(jìn)制代碼。比如，按下‘5’，編碼器就輸出‘0101’?！?/p>

接著，他將話題轉(zhuǎn)向輸出：“至于結(jié)果顯示，我們可以采用‘七段LEd數(shù)碼管’?！?/p>

他在黑板上畫了一個(gè)“8”字的輪廓，并將其分解為七段獨(dú)立的筆劃，“大家看，通過控制這七個(gè)筆劃的亮滅，我們可以組合出0-9這十個(gè)數(shù)字。對(duì)于一個(gè)八位數(shù)的計(jì)算器，我們只需要并列放置八個(gè)這樣的數(shù)碼管?！?/p>

“核心在于，”呂辰強(qiáng)調(diào)，“我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)‘解碼器’電路。它的功能正好與編碼器相反，能將運(yùn)算器輸出的、用二進(jìn)制表示的十進(jìn)制結(jié)果，轉(zhuǎn)換成一整套驅(qū)動(dòng)信號(hào)，去點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)數(shù)碼管上特定的筆劃段。比如，二進(jìn)制‘0101’（代表5）輸入解碼器，解碼器就會(huì)輸出信號(hào)，點(diǎn)亮構(gòu)成數(shù)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(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)?！?/p>

呂辰的描述，如同在眾人眼前展開了一幅清晰的藍(lán)圖。

從直觀的鍵盤輸入，到編碼轉(zhuǎn)換，再到核心運(yùn)算，最后通過解碼驅(qū)動(dòng)進(jìn)行直觀顯示。

一條完整的技術(shù)路徑被清晰地勾勒出來，巧妙地繞開了二進(jìn)制與十進(jìn)制之間令人望而生畏的直接轉(zhuǎn)換，將復(fù)雜留給了機(jī)器，將簡便留給了用戶。

諸葛彪聽得雙眼放光，立刻補(bǔ)充道：“呂辰這個(gè)思路太好了！但這還不夠，計(jì)算器還需要一個(gè)‘指揮中心’?！?/p>

他拿起粉筆，在呂辰繪制的框圖基礎(chǔ)上，添加了一個(gè)核心模塊。

“我稱之為‘控制核心’或者‘狀態(tài)機(jī)’。”諸葛彪解釋道，“它內(nèi)部應(yīng)該固化一個(gè)簡單的‘微程序’。這個(gè)核心能根據(jù)用戶按下的按鍵序列，來理解和指揮整個(gè)計(jì)算流程。比如，用戶先輸入‘123’，再按下‘+’號(hào)，這時(shí)控制核心就應(yīng)該知道，第一個(gè)操作數(shù)‘123’已經(jīng)輸入完畢，接下來是加法操作，它要等待第二個(gè)操作數(shù)。當(dāng)用戶再輸入‘456’，并按下‘=’號(hào)后，控制核心就立刻‘下令’：將之前暫存在輸入寄存器里的‘123’和剛輸入‘456’一起送入加法運(yùn)算器，計(jì)算完成后，再將結(jié)果‘579’送到輸出解碼器，最終驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出來?！?/p>

他用力點(diǎn)了點(diǎn)那個(gè)代表控制核心的方框：“這個(gè)‘微程序’，定義了計(jì)算器的行為邏輯，是協(xié)調(diào)輸入、運(yùn)算、存儲(chǔ)、輸出各個(gè)模塊有序工作的‘大腦’！它保證了計(jì)算過程不再是雜亂無章的電信號(hào)，而是有步驟、有邏輯的自動(dòng)化流程?！?/p>

呂辰和諸葛彪的這一番補(bǔ)充，將一個(gè)模糊的概念，徹底具象化為一個(gè)由輸入編碼器、控制核心、運(yùn)算器、寄存器、輸出解碼器、顯示器等模塊構(gòu)成的、可行性極高的系統(tǒng)方案。

辦公室里的氣氛瞬間被點(diǎn)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(rèn)真聆聽著，手指無意識(shí)地在桌上輕輕敲擊，此刻，他終于露出了肯定的笑容。

他站起身：“好！非常好！鍵盤輸入、編碼轉(zhuǎn)換、微程序控制、運(yùn)算核心、解碼顯示……這條技術(shù)路徑清晰、可行！呂辰、諸葛彪，你們的構(gòu)想解決了最關(guān)鍵的人機(jī)交互和控制邏輯問題。謝凱的運(yùn)算器是堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。這樣一來，我們‘紅星一號(hào)’計(jì)算器的頂層架構(gòu)，就算定下來了！”

他走到木板前，用紅粉筆將幾個(gè)核心模塊圈連起來，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)框圖。

“那么，接下來，我們分工協(xié)作，全力攻堅(jiān)！”宋教授的聲音斬釘截鐵。

呂辰、吳國華、謝凱，你們?nèi)素?fù)責(zé)核心的系統(tǒng)架構(gòu)與微程序邏輯設(shè)計(jì)，務(wù)必細(xì)化每一步的控制流程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換……

諸葛彪，你帶領(lǐng)電路組，根據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，開始將各個(gè)模塊轉(zhuǎn)化為具體的晶體管級(jí)電路，重點(diǎn)攻關(guān)鍵盤編碼器和顯示解碼器這兩個(gè)組合邏輯電路……

錢蘭，你們工藝組要密切跟進(jìn)半導(dǎo)體所和長光所的進(jìn)展，確保我們?cè)O(shè)計(jì)的電路能夠被順利制造出來……

版圖組的同志，可以開始熟悉和準(zhǔn)備坐標(biāo)繪圖工具了……

任務(wù)被清晰地下達(dá)，每個(gè)人都明確了自己接下來的主攻方向。