《荒土帝国》佚名n

46、环岛科学院的来信

　　锁存器可以完成对输入信号的锁存，使输入信号消失之后，输出仍然保持不变——题记。
　　岛屿西南部/环岛科学院7号园区/环岛纪年360年
　　中午，园区东部餐厅内，雷文斯院士和另一名中年男子一起吃着午饭。
　　对面的男子是个大约三四十左右的胖子，只见他举起拿着勺子的胖手，在盘中舀起满满一勺青豆送入嘴中，一副很享受的样子。
　　“雷文斯院士，我听说你最近在做一些电学方面的研究。”男子将沾着油脂的嘴巴向前凑了过来：“我朋友前一阵去了一趟东原帝国，在那里带回两台特别的电动机器。
　　他把那玩意给我展示，在按下按键，输入数字和运算符之后，你猜怎么着？
　　在机器的另一头就能测出相应的电平，然后按照说明书上进行进制转换，就能得出想要的计算结果。”
　　东原帝国？当听到这个熟悉的名词之后，雷文斯院士的注意力便集中了起来。手上切牛排的动作也停了下来。
　　“他问我要不要买一台，我竟然同意了，不过买了之后才发现这玩意实在是不好用，首先体积有点大，其次测量太麻烦。”男子靠向身后的座椅，用手抚摸着他那肥胖的啤酒肚。
　　“我看你最近在研究这个，如果你有兴趣，我可以价格折半卖给你。”他说道。
　　“好啊罗尔会员，先拿出来让我看看。”雷文斯说道。
　　饭后，罗尔带领雷文斯来到了自己的公寓。
　　“就是这个了。”罗尔将一台机器从箱子中取出，双手抱到了桌子上。
　　这台机器，说白了就是一台大方砖，上面有写着数字和运算符的按钮，旁边还有用来测量输出电平的引脚。
　　雷文斯拿起说明书观看，上面写的都是一些东原文。罗尔见状，便给他大致的讲解了一番。
　　雷文斯按下数字和乘号，做了一个简单的乘法运算，然后按照罗尔所讲，成功的用电笔在输出引脚测到了带有计算结果的电平。
　　“很有创意，不过操作太慢了，不如笔算。”雷文斯放下了手中的电笔，即便如此，他仍然对电学的逻辑表现感到惊叹：“这玩意你在哪买的？”
　　“你看说明书，上面都有。”罗尔指了指刚才的那张说明书：“我朋友只是在路过的时候看到了这玩意而已，买的是样机，这东西根本没有投入批量生产。”
　　雷文斯看了看说明书上罗尔所指的生产地：东原帝国漠岭市，漠岭精工机械制造厂
　　当然，那些文字他并不认识。
　　“不错，这玩意我买了……你卖多少钱？”雷文斯问道。
　　“40联邦币，因为是样品，而且最近这边又通货膨胀的厉害，贵一点也不怎么奇怪吧。”罗尔回答道。

　　数十分钟后，抱着这台运算器回到实验室的雷文斯，开始动手拆解这台笨重的机器。
　　按照他的理解，能够实现这种逻辑运算，应该是使用了较新的技术。
　　想到上次从东原帝国来的望海，仅仅在两个月的时间里，就单刀直入的制作了单向导体，这足以间接说明他来这里目的明确性。
　　结合这台逻辑运算器，他很有理由推测这东西和那个东原人存在着一定的联系。
　　机器的外壳被打开了，里面是密密麻麻的接线。雷文斯在其中翻找着，脸上逐渐露出了一些失望的神色。
　　这台机器里面充斥着一些小型的线圈，并没有出现任何有关单向导体的痕迹。
　　难道这台机器的策划者，和当年东原帝国的那名客人并不是同一个人。
　　不对！雷文斯院士忽然反应了过来。
　　用两种参杂半导体拼出的单向导体根本无法有效达到继电器的效果，而刚才自己所见的那些线圈就是继电器：机器的设计方使用缩小版的继电器，硬生生的拼凑出了一个运算器！
　　这实在是强人所难了！雷文斯感叹道，即便是对机械逻辑方面不甚了解的他，此刻也能体会到这种操作的难度。
　　他现在明白了，这台机器的策划人可能就是之前那名来自东原帝国的客人。
　　此刻的雷文斯院士清楚，自己应该给这位友人提供一点小小的帮助。

　　下午，雷文斯院士在实验室内翻着曾经的实验记录和档案。
　　过去的半年里，在望海制备的单向导体的基础上，雷文斯带头组建了一批科研团队，并申请到了相应的经费，对单向导体的属性进行了进一步的研究。
　　研究发现，单向导体的产生源于对两块核外电子为4的半导体材料，分别参入核外电子为3和5的杂质，制成3型（p型）半导体和5型（n型）半导体。
　　拼合后的两块半导体之间内部产生电场，限制了电流的随意流动。
　　研究表明，将3型半导体和5型任意组合，可以产生更复杂场效应。由此为起点，一系列的电子元件应运而生。
　　在这半年里，他们靠串联三块半导体拼成了三极管，并靠改变参杂元素制成了发光单向导体。
　　而最近，他们为了制作一种好用的电器开关而研发了一种新型原件——绝缘栅型场效应管。
　　这种新型半导体原件靠两个同型半导体嵌在一块相异的半导体（化合物半导体）衬底上而实现，可以靠控制其中两极之间的电压来调控另外两极的通断，可以非常好的实现开关效果。
　　雷文斯将这些数据记录和参杂元素及比例，以及相关计算公式和原件的实现，全部抄录在了一旁的白纸上。
　　在受到了运算器的启发之下，他决定将这些成果在以后交付工程院，由他们来进行进一步的开发以及相关逻辑算法的研究。
　　而现在他要做的，就是将这些数据按照运算器的生产厂家地址寄回，送到那位给予他不少启迪的东原朋友手中。
　　黄昏时分，雷文斯独自于自己公寓内的油灯下，提笔在信纸上书写着文字。在他的一旁，是堆叠成摞的数据公式以及手绘配图。

　　几周后，漠岭精工机械制造厂附近。
　　望海正独自一人走在街上，思考着有关运算器的事情。
　　如果当初要求设计乘除法器单纯是他为了试一试逻辑电路能否完成数字运算，那么运算器的诞生，则源于译码器的设计。
　　当初考虑到环岛工业需要完成的许多开环控制，都是一个按钮对应一个输出。
　　打个比方，在环岛上要完成对一个吊车平台的控制，其中包括升降、左右移、前后移和复位7种操作，至少需要7个按键。
　　如果需要实现99种操作，则需要99个按键，十分麻烦。
　　但是随着电学的使用，其中逻辑变换的难度便降低了。为了实现用更少的按键实现更复杂的操作，需要进行怎样的操作，是望海前一阵一直思考的问题。
　　一个开关按钮，可以实现2个状态，开或者关。两个开关按钮，可以实现4个状态即关关，关开，开关，开开的组合。当按钮变成了三个，就能实现8种组合。
　　然而来到电学的领域，我们可以对三个引脚输入二进制数0（低电平）或1（高电平），就能控制吸合输出导线上八个继电器中的任意一个。
　　如果此时有状态锁存器，就能将输入的吸合的状态锁存，从而可以通过再次输入，去选择吸合另一个开关，就能靠3个开关控制8个开关的任意开闭状态。
　　如果愿意的话，还可以通过再设三个开关，来控制对应的8个锁存器是否启动，如果不启动的话，输入的状态将不能保存，在此时输入下一个数字，上一个继电开关就断开了。
　　当输入按钮变为10个，配合锁存器，就能通过继电器控制另一侧1024个开关的通断。这样操作流程就得到了极度的简化：仅仅10个按钮，就能通过导线控制一个工厂的开关。
　　当然，这一功能并非机械不能实现，而是那样机械就太复杂了，真的实现基本不可能。
　　出于这个考量，望海在苦思冥想之后，要求精工制造厂设计了一个译码器逻辑图。
　　一台3-8译码器（可理解为通过输入3个按钮控制输出8个状态）只需要一些与非门和其他逻辑门就能够实现。虽然看上去只有十几个逻辑门，机械却是无能为力的。
　　但这个关于译码器的考量并没有帮助望海实现开关控制，反而很意外的解决了他将十进制数字通过键盘输入二进制运算器的问题。
　　与此同时，具有与译码器相反功能的编码器也应运而生。如果能用它控制元能灯的开关，就能在运算器输出编码后，通过灯管显示运算后的输出结果。
　　可惜这个设想并未得到他的实施，所以运算器样机的输出并没有从二进制转化为十进制，需要测量之后自行换算，无实用价值。即便如此，这仍然是一次非比寻常的进步。
　　但上述并不是望海现在思考的重点：单向导体构建逻辑门失败，他硬是靠继电器完成了这番操作，不过继电器还是太大，潜力太低。
　　照这样下去，很快又会遇到新的瓶颈。他需要为电学控制寻找一个新的出路，从而实现环岛机械逻辑学中实现难度较高的闭环反馈控制。
　　在思考的不知不觉中，望海走到了漠岭精工机械制造厂的门口。
　　“望海先生，这是您的包裹，请签收。”
　　收发室门口，屋内的大叔叫住了他。
　　谁会寄送邮件给自己？望海感到有些诧异。
　　在签收之后，望海从他的手中接过了这个包裹。