第1930章 基本理論
第1930章基本理論
之所以選了「文化」而不是「飛魚」，是因為項目組已經在Curta上花了不少的時間，積累了一些經驗，相比鍵盤式的「飛魚」，仿製「文化」似乎更容易一些。
槓桿式手搖計算機的主要組件包括左右數字盤，主動器，進位器，步進鼓，報數器，移位器，檢數器等，製造難點依舊在進位器、報數器、移位器等機構的材料強度上，時而是撥棍、齒牙、齒片磨損過度，時而是扭簧、壓簧片彈性不足，時而是十一齒輪公差太大，導致串數、帶數、半數等問題。個別元件壽命大概只有萬次左右。解決方法只能是勤上油、換件。
好在體積和重量反倒比Curta放大版縮小了一些，壽命也更持久，畢竟機械結構更簡單了一些，雖然沒有那麼精巧，但也佔個樸素耐用。眼下造出了幾個樣品，不過仍然在反覆測試和改進中。
大部分元老其實都帶足了計算器，而計算中心的人力組計算任務也很少動用手搖計算機，原本對這東西的需求並不十分緊迫，相關設計、製造、測試人員，包括元老，被其他項目頻繁借調，項目整體的效率不高。
不過，該項目得到了在以督公為精神領袖的蒸汽朋克團或明或暗的支持，所以一直處於「研發」狀態，是機械工業口出了名的釣魚項目。
不過，隨着佔領地域的擴大，特別是未來的佔領區將擴大到兩廣，地方政府無法再延續過去在海南、台灣等地的「中央全包」的體制。各種財稅、統計都是由政務院的派出小組來完成的。不論是海南、台灣還是濟州，經濟規模、人口重量都偏低，計算數量不大，倚靠極少數現代設備就可以完成基本的統計和分析。
但是現在，從廣州特別市開始，各地都要建立自己的財稅和統計機構，對計算的需求也就突然增長起來了。於是手搖計算機項目便突然加快了進度。
馮諾去參觀過一次手搖計算機的仿製工程，他不得不承認自己確實很難對這個項目有什麼貢獻――基本上不懂鉗工的人都派不上用處。馮珊倒是偶爾會帶學生去人力計算中心參觀僅有的那幾台「元老院智慧的奇迹」，還要定期給職業技術學校計算培訓班的學生上手搖計算機的實踐課。
看來還得從別的方面下功夫，馮諾仔細地琢磨自己的專業優勢到底在哪。他打開筆記本，開始瀏覽舊帖。過了一會，「穿孔卡」三個字出現在文章角落裏，馮諾眼中一亮，隱隱覺得抓住了突破口。
接下來，他又查閱了不少資料，翻看了以往的《自然與科學》，心中逐漸有了個初步的計劃。
兵馬未動，糧草先行。在元老院裏混了這麼久，要做事先進行輿論準備這點起碼的道理馮諾還是門兒清。他花了幾個晚上，剪刀漿糊加原創，炮製了兩篇文章。一篇《從美國1890年人口普查到IBM公司的崛起——淺談機械式計算機的歷史貢獻》，一篇《「分析計算機」的三種基本設備與通用計算機體系結構的源流》。
前一篇自然是大談機械式計算機的光輝歷史，但重點卻是抬高穿孔卡計算機系統的地位，同時踩一踩手搖計算機。
「……毫無疑問，比起手工處理信息，卡片+機械處理器的組合要先進的多，在數字運算上的優勢非常明顯。至於檔案分類處理這種複雜工作，機械計算機能夠秒殺最勤勉的管理員。1890年，計算機第一次發威，當年美國的人口普查信息最終由一台源於巴貝奇的穿孔卡片式程式控制計算機匯總處理，六星期就完成了全部任務。可以做對比的是，此前的1880年人口普查則花了七年時間才處理完全部數據，導致得到的最終數據完全過時。這次勝利標誌着計算機時代的來臨。隨着內燃機、電動機的發明和機械工業的進步，機械計算機還將覆蓋更多的領域。
「到20世紀中期，1911年建立的IBM已經在以每年數千台的規模生產機械計算機，用來處理數十億的卡片信息。在繼電器的加強下，利用精密液壓件構成計算單元的新一代計算機也即將上市，可以每秒進行數百次基礎運算……
首先要引用督工的語錄為自己站台，當然，後面機械計算機迅速被ENIAC比下去的話就省了。
接下來，馮諾又舉了若干個商務製表機在美國政府和企業運行中的例子，最後提到：
「在我們的時代，計算機的應用大致可以分為8個領域，科學計算與數據處理，工業控制與實時控制，辦公自動化與管理信息系統，計算機輔助設計/製造（CAD/CAM），互聯網與通訊，多媒體，虛擬現實，人工智能。其中，計算機的前三個應用領域在機械時代就已在政府、企業和學術機構中獲得廣泛認同。」
「計算機的發端固然是為了快速有效的進行計算，然而科學計算哪怕在機械計算機時代，也僅僅是計算機的一部分應用。真正使計算機蓬勃發展和廣為人知的，則是其在數據處理、工業控制和辦公自動化中的重要應用。這是元老院在計算機行業規劃中必須仔細考量的。
「之所以如此，是因為相比較數據處理等業務性應用，科學計算與其說是在所做處理的方法上，不如說是在所要處理的數據資料的數量、與所要在數據資料上進行的運算數量之間的區別。
「計算機用於航天、力學、氣象、核物理等研究領域中時，只運用相對少量的數據資料，但是為了得出答案，需要在這些數據資料上進行成千上萬的運算。相對少的數據和大量的運算，是典型的科學計算。
「相對地，在商業、工業和社會應用中，我們往往有大量的數據資料，可是只需進行比較少數的幾項運算，比如人口普查與統計，比如工資計算與發放，這是典型業務性質的數據處理。
「至於簡單的對數或者三角函數運算，計算尺還是比較好的選擇。」
「科學計算或許能解決更難的問題，但業務數據處理卻能解決更多的問題，這是Matlab和Excel的區別。Matlab有那麼幾套就夠用，我們現有的設備還能用幾十年；而Excel的需求是無止境的，我們卻不能把個人筆記本電腦的數據處理能力分成成千上萬份。哪一個更迫切是不言而喻的。」
這個比喻不錯，估計大部分元老都能看懂，馮諾比較滿意。他接着不客氣地寫到：
「顯然，機械式計算機在1970年代以前不僅為科學和工程學完成了大量計算任務，更重要的是其在業務處理、辦公自動化等方面有效支撐了社會和工商業的進步，是大型、超大型企業繁榮發展的必要前提。在數據統計與分析、工業控制等應用中出現的『存儲程序』，『指令控制器』，『輸入輸出』，『數據表示』，『數據載體』，『邏輯運算』等需求，才是最終形成通用計算機體系結構的關鍵概念，是現代計算機的正源。手搖或電動的機械計算器，只不過是這一套龐大體系結構中的運算部件雛形罷了。」
「最終，是IBM公司、而非哪個精巧的手搖計算器製造商作為計算機製造業的巨頭崛起，無疑是這一結論最好的註腳。」
這篇自然是準備投到《每周動態》上的。
第二篇則是打算投往《自然與科學》，重點闡述穿孔卡計算機系統的各部分組件，第一要和《每周動態》的文章相呼應，第二要展現自己的技術能力和專業背景，第三還要暗示穿孔卡計算機的機械設計製造難度其實要小於手搖計算器。
「用來計算大量數據資料的成套機器設備，舊稱『分析計算機』，在有數據統計和重複業務處理需求的政府部門以及大型企事業單位中應用廣泛，其最明顯的標誌即為使用穿孔卡（PunchedCard）作為數據的載體。每套『穿孔卡計算機』都包括若干種用途不同的機器，從其作用來看，可分為三個大類：第1類是真正用來分組、歸納和計算的機器，一般稱為基本機器或主要機器，如分類機和製表機（會計機）；第2類是為一切分組、歸納、計算和印表工作做好準備的機器，一般稱為輔助機器或附屬機器，包括軋孔機（打孔機），檢孔機等；第3類也是輔助性機器，但它們是為了某些專門性質的業務而設計的，並且只用來完成機器匯總過程中特定的附加操作，稱為特殊性能設備，包括複製機、選卡機，解碼機等等。」
「穿孔卡計算機靠機械設計、傳動來作為程序，靠機械機構和打孔卡來暫時寄存或永久儲存信息。依據穿孔卡的制式不同，也分為不同的型號。儘管後期的穿孔卡計算機大多採用電磁式動力和控制機構，但本質上仍然是不折不扣的機械式計算機，或稱「機電式計算機」，不僅能設計為全機械結構的方案，也可以採用人力、畜力乃至蒸汽機來運行。」
(本章完)