算计机王国奇遇记

作者: 周兆富

吴晓宇、贾波特和刘一休同学打开计算机登录QQ的“隧道与虫洞”群,贾波特对时间机器说:“请带我们走进计算机世界好吗?”

时间机器:“好,请三位同学同时点击群中的对话框。”

计算机语言与二进制

三人鼠标同时点击后,他们突然看到天上发出了有金色光环的云团,几个现代楼群在天地间略显渺小,电光闪过之后,刚才的现代都市变成了“计算机语言山庄”,只见大门左侧条幅写着“从虚无创造万有,用一就够了”,右侧则写着“由复杂达到简单,逢二必进一”。在1679年3月15日,刚刚写完《二进制算术》的莱布尼兹面对来客说:“二进制可以让人类用计算来代替思考。”

贾波特:“什么是二进制和十进制?”

刘一休:“我想如果把数字比作楼房,那么十进制就是每层楼只能住九人,第十人则要上楼。”

莱布尼兹:“而在二进制的世界里却只有0和1,绝对不会出现2的。在二进制的大厦中每层楼只一人,第二人只能上楼。二进制同中国伏羲的八卦图有关。”

告别莱布尼兹,他们来到了7 000年前的山洞,伏羲用树枝在地面上画了许多“—”和“--”。

贾波特:“伏羲爷爷,您在干什么呀?”

伏羲:“我用‘—’代表‘天’或‘阳’,用‘--’代表‘地’或‘阴’,这样就能记录许多事,这就是八卦。”

刘一休:“就是二进制,如果‘—’代表1,则‘--’代表0。”

这时空中传来了“时间机器”的声音:“孩子们,当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统。在二进制数字装置中一个元件的‘接通’用‘1’表示,而‘断开’则用‘0’表示。二进制装置简单可靠,所用元件少,运算简单,操作方便。”

古今计算机奇遇记

吴晓宇、贾波特和刘一休走进了钟乳石和七彩石交相辉映的山洞,眼前闪现出“古今计算机山庄”。这是1946年,他们进入到一个装满了闪烁着黄光的小玻璃管的大房间里。

贾波特:“为什么有这么多小黄灯在闪烁?”

约翰·莫奇利:“小朋友,闪烁的是记录二进制数据的电子管,这是世界上第一台电子管计算机。”

刘一休:“这台计算机运算快吗?”

第一台计算机

约翰·莫奇利:“这台计算机用了13 000个电子管,重达30多吨,耗电150千瓦,每秒钟能完成5 000次加减运算,做一次乘法需要3毫秒。”

吴晓宇:“这么慢,我国‘天河一号’运算速度可达每秒2 570万亿次,名列世界之首。”

三人又来到1958年9月12日的德州,只见基尔拿着他发明的世界上第一块集成电路说:“集成电路开创了电子技术历史的新纪元。”

贾波特:“什么是集成电路?”

基尔:“集成电路就是把许多电子器件印刷到一块半导体材料上。”

贾波特:“集成电路的产生使计算机变得越来越小了。”

刘一休:“现代计算机按性能可分为巨型机、小巨型机、大型机、小型机、工作站和个人计算机六大类。现在的计算机逐步向微型化、高智能化和专业化发展,网络信息交流已经成为人类工作和生活的重要组成部分。”

梦幻般的未来计算机

吴晓宇、贾波特和刘一休又来到了“未来计算机山庄”。只见三名叫吴晓宇、贾波特和刘一休的科学家正在讨论计算机。三名同学正在疑惑中,空中“时间机器”说道:“孩子们,这三个科学家正是长大后的你们。”

中年贾波特:“孩子们,让我们介绍一下现在的计算机吧。”

各种集成电路

三名同学齐声说:“好,请讲。”

中年的刘一休:“分子计算机的运行靠的是分子晶体可以吸收以电荷形式存在的信息,并以更有效的方式进行组织排列。凭借着分子纳米级的尺寸,分子计算机的体积将很小。现在普通的分子计算机已经实现每秒数千万亿次的运算能力。”

中年的吴晓宇:“光子计算机利用光子进行数据运算、传输和存储。现在的光子计算机,已经没有了你们那个时代的显示器,图像都是三维立体的。”

说着他拿出一个像小钢笔一样的东西,一按开关,巨型大飞船从天而降,小贾波特想上飞船,眼看着手抓住了飞船的门,可手感空空的,什么也没抓住。

中年的吴晓宇:“这是三维立体影像。”

中年的贾波特:“量子计算机是利用处于多现实态的原子作为数据进行运算,量子计算机是把量子力学和计算机结合起来的产物。”

中年的刘一休:“生物计算机的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片,利用有机化合物存储数据。由于蛋白质分子能够自我组合,再生新的微型电路,所以它们能自动修复芯片上发生的故障,还有能模仿人脑的机制等。”

这时中年刘一休轻轻对着无名指上的戒指吹了一口气,说:“请给我传一个光子播放器。”话音刚落,少年刘一休的左手无名指上突然多了一枚水晶戒指。

中年刘一休说:“我的五色戒指是台量子计算机,它可以传送小物体,你的水晶戒指是光子播放器。你现在可以操控它了。”

少年刘一休对着新戒指说:“请展示最古老的计算机。”

话音刚落,时间机器从天空抛下许多种子,这些种子伴随音乐在慢慢下落过程中逐渐发芽—长大—开花—结果。空中出现了“古老的基因计算机”几个不同颜色的立体大字。

时间机器解释道:“孩子们,植物的种子就是一台功能强大的古老计算机,其基因谱就是它们的系统软件,当计算机启动时它就会开始全新的生命过程。”

少年贾波特说:“原来所有植物都是空间立体计算机,人类和所有动植物都是多功能生物立体计算机,生物的进化就是这些古老计算机在自我更新。”