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第201章 强大的设计

模块化设计:

各功能模块相对独立,便于维护和升级。

总体设计方案

1. 核心技术架构:晶体管逻辑电路

晶体管工业计算机的“心脏”是一套基于晶体管的逻辑电路。秦宇设计了一个8位架构的处理器,虽然性能远不如后世的计算机,但在当时已经是了不起的突破。它主要包括以下几个核心模块:

运算单元(ALU):

实现基础的加、减、逻辑与或运算,用于处理简单的数据计算。秦宇设计了一个“加法器”电路,利用晶体管的开关特性完成二进制加法。

控制单元:

核心部分,负责读取并执行预设的指令。控制单元通过一套晶体管逻辑,解析纸带指令并发出信号,指挥流水线上的设备运行。

存储单元:

使用磁鼓存储器(当时较为先进的存储技术),提供1KB的存储容量,用于存储简单的程序和数据。虽然容量有限,但足够满足工业控制的需求。

输入输出系统:

秦宇设计了一套简单的输入输出接口,包括打孔纸带输入和指示灯输出。打孔纸带用于“编程”,指示灯则显示机器状态和操作结果。

2. 功能模块

为了让计算机在工业生产中发挥作用,秦宇设计了以下几个功能模块:

生产计划调度模块:

通过读取纸带指令,自动安排流水线的生产计划。例如:每个小时生产多少零件、每个工序的时间分配等。

设备监控模块:

实时监控流水线设备的运行状态,包括温度、压力、电流等关键参数。如果某个设备出现异常,计算机会发出报警信号,并自动停机。

故障诊断模块:

通过简单的逻辑判断,分析设备故障的原因,并在指示灯上显示故障代码。工人只需对照代码即可快速定位问题。

数据统计模块:

自动记录生产数据,例如完成的零件数量、设备运行时间等。这些数据可以用于后续的效率分析和改进。

简单程序控制模块:

工人可以通过纸带预设程序,控制流水线的运行顺序。例如:第一步是冲压,第二步是焊接,第三步是组装。计算机会按照程序自动切换设备。

3. 技术参数

处理能力:

数据处理能力:一次可处理8位二进制数据。

指令集:包括加法、减法、逻辑运算、条件跳转等基础指令。

存储容量:

主存储器:1KB磁鼓存储器(约相当于1000个字符)。

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