仙途高歌 第26章 逻辑门研究

冰雪女妖很震惊，起初她仅仅是好玩的态度来到这里，后来接触到科学这种东西，发现它对自己的修炼很有用，但是如今她知道了，这里有一个人试图复制天道，而且极有可能成功。

修炼是靠着一个人的力量，需要经历很多的劫难，她存活的一亿多年中见到了太多惊才绝艳的修炼天才，可是他们都像烟花一样绽放，最终消散在天地大劫中，像她一样能够幸运的活下来的神灵是极少的。

可是科学却可以靠着众人的力量，利用众生的智慧模拟整个世界，计算机是利用无数的开关进行计算，要知道在修行中是要进行很多计算的，非常消耗心力。

“两个开关可以计算四个数据，三个开关可以计算八个数据，四个开关可以计算16个数据，以此类推，16位数据可以计算2^16数据，也就是一兆，如果是32位数据，那么可以计算1g，如果是40位数据，那么可以计算1t的数据，以此类推，可以使用不到一百位数据计算整个宇宙。”

“振荡器设计成功，接下来的思路是利用振荡器控制电子管，如果设计成功，那么利用振荡器控制两个电子管，设计一个两位的译码器，利用两个数据控制四个数字，并将这个技术加到我们的电报机中，让发送和接收电报更加简单。”方浩看着沉思的冰雪女妖说道，开始点拨她研究思路。

“那么以后是不是逐渐设计三位、四位，五位，甚至是一百位的计算机？”冰雪女妖问道。

“自然是这样，如果实现了这样的控制，我们就可以研究如何让这种控制模拟万事万物，比如这一万个小灯泡，我们可以利用计算机的控制能力让灯泡动态显示文字或者图像，而不是现在只能显示静态的图像，如果要显示另外一副图像还得手工进行开关拨码。”方浩说道，指着前方一万个灯泡显示的几个文字。

实际上，这些灯泡用于研究如何绘制文字显示灯，而且已经制定好了不少显示相关文字的io表，为以后的文字显示技术打好基础。

如果要显示一个文字，那么就得参照io表进行拨码，控制一万个灯泡每次需要控制一万个开关，总结里面的一些规律就可以减少拨码的次数，比如同时控制几个开关，这项研究是计算机最底层的研究，是现代社会计算机软件的基石。

………………

为了下一阶段的研究，方浩调集了信息部门的中坚力量，三十多人开始利用时钟信号控制电子管的研究。

电子管可分为真空二极管、真空三极管，这是建立逻辑门的基本元件，根据逻辑门原理，所谓的量子计算机根本是忽悠人的瞎扯。，除非出现量子二极管，量子三极管。

真空二极管是一个可以控制信号通断的元件，由阴极和屏级构成，两个电极被装玻璃瓶内部，将玻璃瓶内部抽成真空，以利于游离电子的流动，也可有效降低灯丝的氧化损耗。

阴极是释放出电子流的地方，由一条灯丝和金属板构成，当灯丝加热金属板时，电子就会从金属板游离而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。

屏极是电子管另外一头的金属板，屏极连接正电压，它负责吸引从阴极散发出来的电子，作为电子游离旅行的终点。

真空三极管是一个放大信号的元件，它和真空二极管相比，在阴极和屏极之间多了栅极。

栅极是一圈圈的细线圈，就如同栅栏一般，固定在阴极与屏极之间，电子流必须通过栅极而到屏极，在栅极之间通电压，可以控制电场从而影响电子的流量，它的作用就如同一个水龙头一般，具有流通与阻挡的功能。

真空三极管可以控制栅极电压控制通过真空三极管阴极到屏极的电流。

为什么电子管要将玻璃管里面的空气抽掉呢？因为电子在于其放射过程中，因会与空气中之组成分子相撞而产生阻力，阴极射出的电子会击打管中的空气，令空气的原子被激发至激态，从而产生蓝光，损耗能量。

灯丝、阴极、栅极、屏极等封装于玻璃管内，且将其内部成为真空状态，才能使电子之放射动作达成最高效率，而此玻璃管也就是所谓的真空管，如果真空度不足，则会严重影响真空管之工作表现。

真空三极管是放大器的基础，计算机少不了它的身影，三极管有电压放大管和功率放大管两种，电压放大管内部复合两只完全相同的三极管，功率放大管能耗大，体形较大，主要用于末级功率输出。

除了真空二极管和真空三极管之外，还有一种叫做四极管的元件，是低频功率放大管，与阴极相连的束射屏能使阳极电流更大，适合做大功率放大电路自然，这仅仅是电子管的一种补充，实际上三极管和二极管就可以构成强大的计算机。

想要利用时钟信号控制电子管，必须先制作触发器，而制作触发器必须要先制作基本的逻辑门电路，而逻辑门电路需要利用二极管和三极管制作。

所以这一阶段的研究内容是利用二极管和三极管制作逻辑门电路，主要有三种逻辑门，与门、或门、非门电路。

光是制作出来具有功能逻辑门还是不行的，还需要考虑能量损耗和电学性能，由于电子管是一种大功率元件，损耗能量非常严重，会产生大量的热量，如何降低能量的损耗是一个巨大的课题。

电子管的逻辑门电路和三极管和mos管的电路是一样的，只不过电子管通过栅极电压控制信号，而三极管通过pn结控制信号，mos管通过导电沟道控制信号。

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通过大量的数学计算，众人组建了上百种逻辑门电路，为了选出实际中可用的逻辑门电路，进行大量的边界测试实验，从而可以在计算机中大量使用。

逻辑门电路虽然简单，但是实验过程中可以更加深入理解电子管的电学特性，因此方浩并没有直接拿出现代社会的成熟实验成果，而是带领众人一点点地研究，利用排除法选出最优的逻辑门电路。

20世纪的第三次科技革命就是电子管的时代，后来又产生了三极管和mos管，方浩现在进行的这些基础研究非常重要，但是当初的祖国却搞*****，生生地错过了第三次科技革命发展的黄金时期，不得不令人叹息。

关于各种逻辑门的详细参数分析，在各国都是绝密资料，这也是芯片现代社会产业薄弱的原因，因为中国并没有这方面技术资料足够的积累，这也是国内芯片产业抄都抄不会的原因，同样的设计，做出的产品就是比进口芯片差。

要完成这些基础数据积累，并不是短时间可以完成的，不但需要庞大的投资，而且因为技术过时并不能产生利益，严重打击投资热情。