信息小马国——晶振计算机(一)
序
本书旨在于向小马利亚年轻一代普及计算机知识
并非计算机制造图纸或者计算机架构论文。
作为一匹陆马
我深深地为我的前辈们感到自豪
我们陆马虽然没有翅膀与魔法
但是我们有勤劳的双手与智慧的大脑
只要付出汗水
同样可以开辟出属于我们的未来!
晶振计算机(一)
关键词:水晶共振机;共振计算机;传感器;共振马达;共振控制;回路;MUG
水晶共振机是一种有着特殊用途的机械设备,它曾经给政府以及商业带来了极大的便利并且帮助甚至取代了一些繁重的远距离的邮递任务。
在本世纪初,小马利亚马口几乎翻了一倍,世界贸易网络之间的连接也从未如此紧密,并且在科技,工程与魔法的发展上,我们也需要更加精密且复杂的探索手段。空前繁琐的海量数据极大地促进了对自动化与计算能力的需求。很快这些柜子一样大的共振计算机变成了房间大小的庞然巨兽。他们维护起来价格昂贵,运行起来也极易出错,但他们给未来的革新铺就了一条道路。
当时所造最大的晶振计算机——马佛 马克I型(Horvard Mark I),由IPM公司为坎特洛特皇家学会所制造。它包含了七十六万五千个部件,三百万个连接件,总计五百英里长的导线还有一整块重达半吨的高纯度水晶帝国多晶体水晶。为了保持它内部机构的同步运转,它还配备了一个长达50英尺的传动轴,并且该传动轴由一个5马力的共振马达负责运转。这台机器其中一个最早的用处是运行于模拟谐律元素的基本作用机制。
这台巨型共振怪物的大脑则是传感器,一种共振控制的机械开关单元。在传感器中有一个导线控制线路的激活或者关闭。控制导线连接在传感器的敏感组件上,当敏感组件检测到共振波的波峰时会创造一个力场,与此同时激活这条线路。就像水龙头一样,打开水龙头,水从管子里流出来。传感器也在做着同样的事情,只不过将水换成了能量。这些可控的线路可以与其他线路相连,比如马达之类的,马达可以让计数齿轮增加一个计数,就像马瑞斯博士的制表机一样。
不幸的是,传感器内的敏感组件的敏感度是有限的,因此无法在激活与关闭的状态之间快速转换。那时候的一个好传感器也许可以每秒钟来回变换50次,这听起来好像挺不错的,但对于解决大型的复杂问题来说还是不够快。马佛 马克I型每秒可以做3次加法或者减法,做一次乘法需要6秒,而做一次除法则需要15秒。还有更多像三角函数之类的复杂问题则要花好几分钟以上才能解决。
除了开关速度缓慢外,另一个局限性就是磨损。任何机械都会随着运行而磨损。水晶疲劳,一些部件的整个的损坏,还有其他的零件渐渐变得粘滞,运动缓慢,可靠性下降等等。而随着传感器的增加,宕机的风险也随着进一步增加。马佛 马克I型 有大概3500个传感器,即使你假设每一个传感器的预期寿命是十年,这也意味着你平均每天都要更换一个出了故障的传感器!如果你在运行某些需要持续很多天的重要计算时,这将会是一个大问题。而且这还不是工程上所需要面对的全部问题。这些巨大的,敏感的,脆弱的机器也很容易被魔法吸引。马佛 马克II型的操作员就曾经检测出来自外部独角兽低语产生的魔法(Magic comes from Unicorns’ Gabble)对计算进行了干扰。优雅乐乐(Grace Happy)曾对此表示“从那以后,每当计算机出了什么错误,我们就说里面夹进了独角兽的碎碎念(MUG)。“而这也是计算机术语MUG的来源。很显然,如果需要更高级的计算能力,我们必须要寻找一个更快更可靠的共振传感器。然而幸运的是这个替代品已经被发现了!
