卫青这阵子忙得不可开交,原因是他正在主持开发世界上第一台晶体管计算机——银河计划。自从高纯硅提炼成功以后,这项计划就进入了冲刺阶段,方舟研究院为此专门在上海市郊设立了一个‘硅谷‘研究所,由卫青担任所长,他手下的40名大学生也被他集体收编,成了‘硅谷‘的研究员。
高纯硅的提炼只解决了设备制造的瓶颈,卫青主要负责操作系统的开发。仍然是软硬件齐上,方舟一边制造原型机,卫青一边设计电脑的机器语言和汇编语言。这两种语言都是提供人机交流的最基础环节,机器语言实际上就是二进制机器码,汇编则提升为助记符号形式。万事开头难,所有工作都要一点一滴地从头开始干。
事实上无论机器码或汇编语言,在方舟电脑中都是现成的,直接套用即可,但任安平坚持认为,只有从一开始就彻底抛弃以英文字母为基础的汇编语言,纯以汉语表达,才能真正确立中国信息产业的主导权。
这个想法自然是很不错的,但实践起来难度也不小。这是由于英文具有得天独厚的优势,仅凭二十六个字母就能组成千变万化的词组,十分便利;而中国文字局限于方块字型,光汉字输入就很复杂。不过这难不倒卫青这位电脑天才。
所谓人机交流,无非两个环节——输入和输出。简单地说,就是让只认得1和0这两个代号的计算机充当中介,以人为规定的格式将数据还原为0和1,交给计算机进行高速简单运算,再用人类能够理解的格式输出运算结果。
先说输出环节,最佳的输出设备自然是显示器。为了节约成本,方舟研究院直接采用了德国人费迪南德-布劳恩在1897年发明的阴极射线显像管。用云母等绝缘材料制成光电靶,把光电靶装在阴极射线管内。再在光电靶的背面涂上一层金属,正面分布有许多光电金属的‘小岛‘,这种光电金属受到光照射时就会放射出电子。当光线聚焦到光电靶的正面时,每个小岛放射出的电子数目就会同投射光强弱成正比,这样在光电靶上就构成了一幅电荷图像。
根据这一原理,方舟专家们研制的第一代显示器工作原理是:以电子枪对光电靶进行扫描,扫过每个圆点的时间正好是足以摄取其电荷的时间,使光电靶的金属正背两面的小岛形成一个个小型电容器,每个都带有一定的电荷。当扫描电子束取代了失去的电子时,每个小岛就会连续向金属背面反射它自己的电荷,在金属板上产生的电压变化的顺序,也就是得到了代表图像的视频信号。这些信号再通过电线传递到接收机上,由另一支电子枪把图像画上荧光屏。虽然这种电子扫描装置所产生的图像暗而模糊,但也足以应用了。
至于汉字内码方面,方舟电脑中有现成的字模和点阵字库,本来只需与银河原型机的存储磁盘对接即可实现传输,但限于工业水平,实在生产不出符合方舟电脑标准的高级接口,所以只得以人工输入来完成这项工作,将五千多个汉字字模一个一个输入原型机磁盘中,工作量相当大。好在卫青手下有40个人一起干,倒也不算什么难事。
接下来的问题就是,如何实现汉字指令及文本的输入?在这方面卫青费了不少脑细胞。经深思熟虑,卫青首先修改了方舟的标准键盘,取消了所有英文字母,代之以简洁的中文,如‘ESC‘改为‘取消‘、‘ENTER‘改为‘确定‘。
问题的关键在于,英文键盘上的二十六个字母怎么改?卫青首先想到的方案是,自创一套汉语注音符,以拼音法输入。但随即意识到,汉语中同音字过多,如果以此作为中文录入的基本手段,难免占用过多系统资源。这点资源在现代计算机上可能不算什么,但用在原始的晶体管计算机上实在很不划算,于是放弃了这个想法。
经过卫青长时间的反复比较,分析各种输入法的优劣,最终选定了‘五笔字形‘。原因很简单,五笔字型最符合汉字的构造原理,输入过程相当于用键盘在计算机上拼字。只要把系统内置的点阵字模逐字标记,一一对应到所属的键盘位置和顺序,即可实现汉字的快速输入。这项工作看起来极其繁重,实际上第一代计算机所要求的功能仅限于数学模型的运算,所以真正需要用到的汉字指令很少,编程语言也可以设计得很简洁,因此只需要二百多个常用字而已,其余的可以留待日后慢慢补充。
平心而论,第一代计算机以中文为基础语言,客观上是舍近求远的行为。其主要缺点是虚耗系统资源,在操作上也不如英语编程那么便利。之所以刻意如此,有两方面的原因。
第一是为了便于国民学习。在这些现代人曾经经历过的时代中,几乎任何一台电脑都以英语为基础语言,一个中国人如果不熟悉英语,就很难掌握电脑核心技术,这一点令中国人在起点上就落后于英语国家,任安平等人深知其危害,自然不肯重蹈覆辙。经过此项改良,无论编程还是应用,接受过初等教育的中国人就能轻易学习电脑技术,从总体上衡量,可以极大节约学习成本
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