Текст книги "Книга власти (СИ)"
Автор книги: Admin
сообщить о нарушении
Текущая страница: 47 (всего у книги 78 страниц)
-Я сложил всё в этот кейс, тут вообще все наши мысли и результаты опытов. Результаты пока не обнадёживают. Пока что мы не знаем, как запустить реакцию и сделать её цепной. При сильном обогащении урана стержни разрушаются от перегрева, а при слабом реакция идёт слишком вяло, но взрыва всё равно нет. Мы не умеем регулировать скорость реакции, задача номер один всё-таки бомба, но как включить и выключить реактор? На ум приходит лишь создание нескольких маленьких блоков ажурной формы и их последующая мгновенная сборка в шарик с критической массой в одной зоне, так ещё можно включить или выключить реактор, но уж точно нельзя ничего взорвать. В любом случае, мы смогли осуществить несколько тепловых ядерных взрывов, мгновенно собирая бомбу из сегментов в шарик, но их мощность составила лишь несколько сотен килограмм пороха, и это никуда не годится. Ядерное топливо быстро греется, испаряется, и разрывает оболочку, превратившись в газ, и не успев выделить много энергии, разлетается во все стороны, теряя плотность, реакция прекращается. Как взорвать атомную бомбу большой мощности? Как заставить всё ядерное топливо выгореть мгновенно? Любая ваша помощь была бы очень к месту.
-Мне понадобится день, чтобы изучить это.
-Хорошо, я могу пока погулять по лесу, тут чудесный климат. Если возникнут вопросы, я вас проконсультирую, и ещё.
-Да?
-Здесь в этом кейсе содержится информация чрезвычайной важности и секретности, не раскрывайте её никому. Я понимаю, что вы здесь итак под полным колпаком, но не рассказывайте никому даже сам факт того, что мы вообще работаем над ядерной бомбой в принципе. Сюда к вам привозят женщин для размножения, многие из них не являются секретными работниками, и после рождения от вас ребёнка получат свободу, имея длинный язык. Прошу держите всё в тайне.
-Я вас понял.
-Учтите, в Германии блестящие физики и они тоже работают над созданием ядерного оружия. И Германия имеет в США множество шпионов. Наша разведка полагает, что есть риск, что Гитлер создаст атомную бомбу через 3-4 года, или чуть позже. В пессимистичном сценарии, он создаст ядерное оружие через год или два. Мы не знаем точно, на каком уровне находится секретная ядерная физика Германии, тут как лотерея. Но я думаю, вы понимаете, если немцы создадут ядерное оружие первыми, нас ждёт катастрофа.
-Я всё это понимаю.
Он ушёл, а я сел за изучение всей информации о проекте, здесь было много ценных мыслей и результатов опытов, но я понял, американцы бесконечно далеки от создания ядерного оружия. В их разработках не было ничего такого, чего я сам бы не знал. Они знали, что при обогащении урана-235 тот самопроизвольно начинал ядерную реакцию, при этом, чем выше степень обогащения, и чем крупнее шар обогащенной смеси, тем интенсивнее идёт реакция. Всё это я итак давно знал, увы, они понятия не имели, как сделать ядерную бомбу. Понятно, что подрыв химической взрывчатки и давление или температура никак не влияют на стабильность ядер. Бесконечно обогащать уран нельзя, и даже сильно обогащённый уран, быстро собранный в шарик не мог обеспечить мощность взрыва больше нескольких сотен килограмм в тротиловом эквиваленте. При этом, любой сильно обогащённый уран быстро выгорал, и поэтому слишком уж сильно его не обогатишь и до зоны взрыва не доставишь. Впрочем, малые порции сильно обогащённого урана греются не так быстро и их можно некоторое время хранить. Итак, я закончил изучение материалов часа за три, и позвал Эдварда на чай. Мы сидели с ним внутри дома, перед большой стеклянной дверью, за которой открывался вид на большое горное озеро и осенний лес. Здесь было красиво.
-Ну, как? Что вы может мне сказать? Самый главный мой вопрос, который мучает правительство США, возможно ли вообще создать ядерную бомбу, как вы считаете?
-Я ознакомился с вашими материалами и не нашёл в них ничего нового, всё это я делал в Британии.
-Нет, вы врёте, правительство Британии передало нам всю информацию своих секретных разработок, там не было никаких сведений о наших опытах, всё это наше.
-Правительство Британии передало вам всю информацию своих лабораторий, то верно, поскольку в Британии существует официальный комплекс тайных научных лаборатории при королевском дворе, и мне было известно, что вы имеете в нём своего крота, ещё до войны в начале 1930ых годов. В связи с чем, многие наиболее важные опыты я проводил сам в своей собственной лаборатории, нигде их не отображал и даже не записывал, они все здесь и только здесь. – Я постучал пальцем по своему виску. – И здесь технологии, касающиеся не только ядерного синтеза, но и многое другое, о чём вы не имеете ни малейшего представления.
-Я понял, простите, мне следовало догадаться.
-Так вот, теперь отвечаю на ваш вопрос, нет, тем способом, которым вы пытаетесь создать ядерное оружие, создать его невозможно. Чтобы вы не делали, но собирать урановый шарик критической массы из фрагментов шара, и ждать пока он взорвётся бесполезно. Даже если обеспечить взрывом дополнительное давление, чтобы удержать уран нужной плотности на лишние 10 микросекунд. Уран всё равно быстро перегреется, нагреется до температуры 5-7тысяч кельвин, мгновенно испарится и произойдёт тепловой взрыв, в результате которого уран неизбежно расшириться и реакция затухнет. Максимальная мощность такого взрыва составит несколько тонн в тротилом эквиваленте и не более. Это много, но недостаточно, чтобы окупить бомбу, и основной ущерб при этом будет в радиоактивном заражении местности и токсичности урана-235, а не поражающие факторы огненной волны и давления взрыва.
-То есть создать атомную бомбу невозможно? Таково ваше мнение.
-Эдвард. Я сказал, её невозможно создать тем способом, которым пытаетесь её создать вы, но я не сказал, что создать её невозможно. Я считаю, что причина недостаточной мощности взрыва бомбы в нехватке нейтронов для начала ядерной реакции. Для того, чтобы совершить ядерный взрыв, в момент подрыва бомбы необходимо внутри шарика ядерного топлива осуществить мощный выброс нейтронов, и он должен длиться доли секунды, сам уран-235 на это не способен. К тому же уран-235 при расщеплении образует быстрые нейтроны, что разлетаются вокруг с огромными скоростями, и не способствуют реакции деления. А, как известно, атомы это пустота, и диаметр ядра атома ничтожно мал в сравнении с диаметром самого атома. При расщеплении урана-235 большая часть нейтронов теряется впустую, и взрыва нет. А именно нейтроны, попадая в ядра атомов урана, являются причиной начала их распада. Для того, чтобы ядра атомов урана смогли поймать нейтроны, те должны двигаться медленнее и их должно быть больше, поэтому, чтобы осуществить атомный взрыв и полное или почти полное выгорание уранового топлива, необходимо создать вспышку большого числа медленных нейронов, и да, вы до этого не додумались.
-Мы да... Нет мы не понимаем процесс ядерной реакции так глубоко как вы. Вы необычайно просто и логично мне сейчас всё разжевали, видит бог наш с вами интеллект и понимание науки не сопоставимы. Я занимаюсь ядерной физикой последние пятьдесят лет, с самого момента её появления, и не достиг десятой доли глубины вашего понимания процессов.
-Не льстите мне, слушайте дальше.
-Так вот, чтобы осуществить взрыв, необходимо поместить источник нейтронов в центр бомбы, и это должен быть не уран-235, а другой изотоп. Такие изотопы бывают, как вариант, это может быть радий, или любой другой изотоп, при расщеплении которого выделяется мало энергии и много нейтронов. Пожалуй, радий на самом деле не самый удачный вариант, при его распаде образуется слишком много быстрых нейтронов и энергия его велика. Но вы могли бы подобрать такой изотоп, который при цепной реакции образует множество нейтронов, но не выделяет энергию, либо выделяет мало энергии. В этом случае, вы сможете начать цепную реакцию распада ядер в таком нейтронном изотопе за сотую долю секунды до самого взрыва атомной бомбы. А потом, спустя 0,01 секунды, мы взрывом собираем уран в шарик вокруг изотопа источника энергии, и он насыщается нейтронами, мы получаем атомный взрыв, в котором выгорит от 5 до 25% урана. Я думаю, в этом случае бомба, в которой имеется около пятидесяти килограмм урана, сможет взорваться с мощностью в несколько килотонн в тротиловом эквиваленте. Такая бомба будет достаточно мощной, чтобы уничтожить целый город врага, если вы сможете её доставить.
-Вы гений! Точно, решение лежало на поверхности, надо было просто увеличить число нейтронов, вы просто гений! – Он был невероятно рад, я увидел блеск в его глазах, Эдвард, несмотря на возраст, был крайне возбуждён, он понял с полу слова, всё же он полвека занимался ядерной физикой.
-Постойте, не торопитесь. Дело в том, что для создания атомной бомбы необходимо очень точно вычислить момент и количество нейтронов в поджигающем снаряде. То есть, необходимо провести расчёты невероятной точности, все процессы, протекающие в бомбе, момент накачки нейтронов в детонаторе, схлопывание фрагментов урана в шар вокруг нейтронного детонатора, все эти моменты должны иметь невероятную точность до тысячных долей секунды, это не так просто. Если вы сделаете конструкцию грубо, то мощность взрыва не превысит нескольких тонн. Поэтому, да, вы можете взорвать уран-235 так как я сказал, но взрыв будет слабым. В лучшем случае несколько десятков тонн тротила, это тоже круто, но город так не уничтожишь. Мы должны рассчитать процесс с точностью до нано секунды, это сложный расчёт, надо точно знать скорость рождения нейтронов в детонаторе и момент их максимальной плотности. Надо понимать, неправильно взорванная бомба, просрёт как намокшая новогодняя шутиха и уничтожит всё в радиусе двадцати метров, при этом выгорит лишь сотая доля процента ядерного топлива. Правильно взорванная бомба в зависимости от её успешности, может взорваться на 10 или даже 30 килотонн. В правильно взорванной бомбе выгорит от 5 до 25% ядерного топлива, или даже больше, если всё будет сделано идеально правильно.
-Я понимаю, да, вы правы, расчёты будут очень и очень сложными, и для каждого устройства отдельно, для каждого изотопа каждого вещества, их надо провести индивидуально. Но мы могли бы часть значений получить методом эксперимента, а потом стандартизировать заряд, создав типовой разрушитель городов на одну килотонну.
-Чтобы получить значения методом эксперимента понадобятся годы, и расчёты необычайно длинны и сложны, надо не много ни мало симулировать поведение нейтронов в бомбе. Существует лишь один способ это сделать.
-Мы возьмём сотни лучших математиков...
-И они с ошибками будут считать это десять лет? Нет, мы должны создать компьютер, специальный компьютер.
-Что? Простите, я не силён в электронике.
-В прошлом в Англии я создавал простые вычислительные и управляющие системы, они выполняли функцию калькулятора, либо контролировали движение инструмента на станке, когда требовалось получить деталь сложной формы. Я часто использовал для этого механические устройства, но сейчас бурно развивается такая отрасль как радиоэлектроника. Используя радио детали, если очень основательно доработать их, можно создать гигантское и очень мощное электрическое вычислительное устройство, способное совершать сотни тысяч операций в секунду. При этом создание такого мощного вычислительного устройства будет стоить миллионы долларов. Зато станет локомотивом науки и позволит нам в будущем совершить выдающиеся открытия, буквально перестроить весь наш мир. Если составить для такого устройства программу, оно сможет вычислить все параметры необходимые для создания ядерной бомбы за несколько дней. Считать все эти цифры вручную слишком сложно, и почти невозможно. Тем более, программу необходимо оптимизировать, а сами расчёты много раз пересчитывать, по результатам экспериментов. Создавать ядерную бомбу вручную пустое, дохлое дело. Мы десять лет будем считать, проведём одно испытание, бомба взорвётся на сто тонн тротила, придётся ещё десять лет всё пересчитывать, и так каждый раз? Это невозможно. Единственный способ создать атомную бомбу, это построить гигантский суперкомпьютер, чтобы провести все вычисления. И эта машина умеющая считать с невероятной для человека скоростью, сможет выполнить поставленную задачу. И её скорость должна измеряться минимум сотнями тысяч операций в секунду.
-Вы сможете построить такую машину?
-Не знаю, насколько она будет мощной или слабой. А так, да, смогу и это точно.
-Что вам для этого понадобится?
-Мне понадобится двести человек в помощь, миллиард долларов, совершенная лаборатория микроэлектроники, микроскопы и инструменты для ручной работы с особо малыми объектами, возможность оперативно размещать заказы на все нужные мне детали, и два года времени. И я обещаю вам, я смогу создать такую машину. Я не знаю, какова будет скорость её работы. Быть может она сможет обрабатывать 10 тысяч операций в секунду и иметь память на 1 тысячу бит, а может я смогу создать процессор на 200 килогерц и память на 10 килобайт. Я не знаю сколь быстро или медленно она будет работать, но я уверен я смогу за два или за пять лет создать её, и эта машина будет работать во много раз быстрее целого города учёных. При этом, после создания такой машины, и выполнения её миссии, создания ядерного оружия, мы сможем использовать такую мощную вычислительную машину для других важных государственных и научных задач.
-Например?
-Создание единого центра управления всеми радарами США и предотвращения нападений. Шифрование данных или другие научные исследования, требующие большого числа расчётов. Моделирование конструкций кораблей, машин и механизмов, расчёты деталей сложной формы на прочность, и многое другое, что ускорит наш научный прогресс. Я уверен, в будущем мощные вычислительные машины будут востребованы везде и во всём, так что эти деньги не пойдут впустую. Также, создав одну такую машину, я в будущем смогу создать и другие, более совершенные её аналоги, которые будут меньше, дешевле и быстрее, эти машины пойдут по стране, и будут решать важные задачи во всех областях, включая навигацию, управление светофорами, расчёт времени и многое другое.
-Я вас понял, я понимаю всё, что вы говорите, вы просто гений, спасибо. Извините.
-Хорошо, действуйте, не надо лести.
-Я свяжусь с президентом, мне надо всё ему объяснить, и я расскажу совету его стратегических аналитиков, я уверен, он предоставит вам под ваш проект все необходимые средства. Вы необычайно важны для нас. Мы ещё увидимся и не раз.
-Да Эдвард.
Он ушёл от меня в возбуждении, а я уже посмеялся про себя. Что ж, я уверен, я смогу остановить других бессмертных. Я создам суперкомпьютер и ядерное оружие для США. Электронно-вычислительная техника будет развиваться, а вместе с ней и программы для ЭВМ, и я стану лучшим в мире учёным по ЭВМ, и буду сам писать сложнейшие программы, и никто меня не превзойдёт. И в какой-то момент все устройства на Земле будут подчиняться электронному мозгу, объединённому единой системой связи через электрические кабели и радио. И тогда я безвоенным путём возьму власть над миром, и там уж я решу, стоит ли оставить жизни другим бессмертным, или это слишком опасно для человеческого будущего, и никто меня не остановит, а эти даже не поймут мой план. И сами приложат все усилия, чтобы создать эффективный электронный мозг, управляющий всеми, и в будущем наделить меня такой властью над миром, какой у меня не было никогда раньше.
Глава 32: Начало эры компьютеров.
Мой самолёт приземлился в Вашингтоне спустя пять дней после визита Эдварда. Я вышел из самолёта под прикрытием целого батальона спецслужб, который сидел везде вокруг, чтобы даже птица случайно ко мне не подлетела. Американцы учились понимать мою ценность. Я прошёл по короткой красной дорожке, показывающей чрезвычайное уважение к моей персоне, и сел в бронированный лимузин. Я никогда не был в Вашингтоне, и мне было интересно посмотреть на него, но моя машина сразу направилась в Белый дом, однако, я с интересом наблюдал, что там снаружи. Город был огромен, везде многочисленные пятиэтажные здания и выше, множество машин, но перед моим кортежем все расступались, а впереди и позади кортежа ехали спецмашины с охраной. Наконец, мы добрались до Белого дома, двери открылись и мы въехали во двор Белого дома, я вышел из своего лимузина и сразу направился в зал заседаний. Здесь меня уже ждали стратегические аналитики и президент США, а также ряд учёных, включая Эдварда. Я впервые лично увидел президента США, тот был на коляске и не мог ходить сам, я подошёл к нему и пожал руку.
-Какая честь для меня увидеться с вами лично.
-Взаимно господин президент.
-Самый умный и самый старый человек на Земле, не могу поверить. Если верить историческим записям англичан, вы же основатель всей нашей цивилизации.
-Спасибо, но не думайте о моём возрасте, это лишнее.
-Я должен сообщить вам две новости вещи, одну маленькую, другую большую.
-Обычно говорят хорошая и плохая.
-В данном случае обе новости хорошие, и одна маленькая, другая большая.
-Начните с маленькой.
-В следующем году будет начато строительство спездания, которое будет названо Пентагон. Сейчас идёт создание фундамента, и ведутся проектные работы. Оно станет центром управления министерства обороны США. Это высокотехнологичное здание для управления всеми военными силами страны. В перспективе мы получим самый совершенный специализированный центр управления обороны страной в мире. Учитывая всё возрастающую угрозу глобальной войны, мы считаем, в таком есть большая потребность. Даже перефразирую, мы считаем, что участие США в тотальной войне в ближайшие годы неизбежно, либо против Германии, либо против СССР, либо против того, что получится в результате победы одной из сторон, и мы очень серьёзно относимся к этой угрозе. Пентагон не единственное наше направление военной подготовки, мы переоснащаем армию, делая ставку на военно-морской флот, авиацию и высокие технологии, современные системы дальней связи, радиолокаторы. В Пентагоне надо сказать назрела большая потребность. Это будет огромнейших размеров пятиэтажное здание, и под ним построят несколько подземных этажей и бункеров для особо важных военных. Сам центр управления армией США разместят на одном из подземных этажей Пентагона. Я полагаю, что Пентагон станет самым большим и современным центром управления армией в мире.
-Я рад.
-А теперь большая новость, я хотел бы сообщить вам её лично, хотя быть может, стоило доверить это Эдварду, он же её инициатор и владелец.
-Я слушаю вас господин президент.
-Два дня назад 15го сентября в пустыне прошло первое успешное испытание вашей ядерной бомбы. И оно прошло трижды, ни одно из устройств не совершило полноценного ядерного взрыва. Каждый раз заряд урана был одинаков, но самым мощным был второй взрыв, его мощность достигла рекордной величины 37 тонн в тротиловом эквиваленте, взрыв огромной мощности уничтожил всё в радиусе ста метров, основательно заразив территорию вокруг ураном и радиацией. Конечно же, этот взрыв нельзя считать ядерным, тем не менее, это оружие является самой мощной из существующих сегодня бомб, и способно уничтожить любой крупный морской корабль врага. Поздравляю, вы были правы, ваш принцип оправдал себя, и мы смогли достичь чудовищного увеличения мощности взрыва ядерного заряда. Доказывая, что создать и использовать ядерное оружие можно, и оно может быть необычайно мощным. Мне сообщили, что в результате такого взрыва выгорело не более одной десятой доли процента урана-235 бомбы, а значит, взрыв может быть гораздо мощнее. И этот взрыв не способен уничтожить целый город, правда, мощность поражает, и бомба рванула как два гружённых под завязку железнодорожных вагона взрывчатки.
-Это впечатляет.
-Да, и Эдвард сказал мне, что этот принцип придумали вы, и вы настоящий гений, он также считает, что мало кто способен разгадать вашу технологию, и это резко осложняет создание ядерной бомбы. В связи с чем, скорее всего, Германия не сможет в ближайшее время её создать. Я получал секретные шифровки немецких учёных, они тоже работали над ядерной бомбой и пришли к выводу, что взорвать её невозможно, уран можно использовать лишь как источник энергии для двигателя или реактора электростанции. А вы сделали это, поздравляю. И ещё, теперь мы все в очередной раз поняли, что обладание вашим интеллектом бесценно и стоит любых жертв, Америка у ваших ног, в научном отношении конечно.
-Но всё это вы могли сказать и по телефону господин президент.
-Я хотел бы наградить вас медалью, орденом первой степени за заслуги перед США, вот он. Несмотря на то, что полноценная ядерная бомба ещё не создана, вы уже совершили решающий вклад в её создание. Нам же надлежит позаботиться о том, чтобы никто и никогда не узнал секрет тонкостей её изготовления.
Президент достал из-под полы пиджака медаль и торжественно вручил её мне, все присутствующие, почти никого из которых я не знал, похлопали мне.
-Американский народ вас никогда не забудет.
-Спасибо.
-Но перейдём к делу, на самом деле я понимаю, что медаль для вас полная ерунда, а собрал вас я здесь по другой причине. Эдвард объяснил мне, что для увеличения мощности ядерного заряда нужно увеличить выработку нейтронов в эпицентре бомбы, и это крайне сложно сделать. Точнее, сложно подгадать момент для подрыва заряда, чтобы осуществить это, нужны колоссальные по сложности расчёты, которые надо повторить много раз, попутно ставя опыты. По заверениям Эдварда, люди будут проводить эти расчёты минимум несколько лет, каждый раз пересчитывая значения согласно новому эксперименту. Из-за чего создание ядерной бомбы затянется на десятки лет, а у нас, откровенно говоря, на это есть лет пять не больше.
-Да, это так.
-Вы предложили создать гигантскую сверхмощную вычислительную машину, и сказали, что на её создание понадобится около миллиарда долларов. Вы не могли бы рассказать поподробнее, мы готовы доверить вам проект, раз надо, так надо, но я бы хотел услышать, на что пойдут деньги налогоплательщиков из ваших уст. Я верю, что создание такой машины возможно, раз сам год сказал об этом. Но Эдвард плохой электронщик и не сказал мне, как она работает. К тому же мои эксперты очень заинтересовались, как сделать гигантскую считающую машину.
-Насчёт миллиарда долларов я загнул, дело в том, что на самом деле я не знаю, сколько для этого понадобится денег, может, хватит и десяти миллионов долларов. Однако, это очень сложный проект с непредсказуемыми затратами и тупиками, никто и никогда такую машину даже не пробовал создать. Хотя её крайне примитивные прототипы в виде устройств управления или механических калькуляторов широко используются. Мне понадобится в больших количествах производить уникальные новые детали. К тому же я полагаю, что не смогу сделать машину нужного качества сразу. Мне придётся сделать несколько прототипов, идти от простого к сложному. И испытать каждый из образцов, и лишь потом я смогу сделать финальную быструю машину с большим количеством памяти. Я сделал прикидки и понял, что итоговая версия машины будет огромной, и в её составе будут сотни тысяч деталей размером с ушко иголки. Эта вычислительная машина по сложности своей будет во много раз сложнее, чем любой танк или самолёт. Также понадобится много людей, первоклассных специалистов, и мне придётся их обучать, а весь труд будет ручным и единичным. Несерийное производство больших количеств особо малых высокоточных деталей, многие из которых придётся собирать пинцетами под микроскопом, обойдётся недёшево. В связи с этим, я не могу спрогнозировать, как долго будет длиться проект, и сколько он будет стоить. Но вам следует знать, что в современных радарах для микроэлектроники часто помногу используется золото, платина и серебро. Могу лишь обещать одно, проект будет закончен, и каждый из прототипов будет рабочим, единственное, я не уверен сколь велика будет вычислительная мощь финальной версии машины. Но в любом случае эта машина будет считать гораздо быстрее, чем люди.
-Простите, что настаиваю, так как же будет работать эта машина? Мне просто интересно, вы так расхваливаете её. Каков принцип её работы?
-О, это будет самая сложная из всех машин, которую когда-либо делали люди, объяснить, как она работает сложно, но я попытаюсь на пальцах, поскольку здесь наверняка есть ваши стратегические аналитики большого ума и технического образования, я надеюсь, они поймут меня.
-Спасибо.
-Смотрите, вот перед вами простейшая контактная схема, у неё есть две позиции, включено и выключено, то есть, открыто или закрыто, а мини магнит может переключать этот контакт из одного состояние в другое автоматически, назовём один элемент такой схемы микрочипом. Поток данных через такую схему можно контролировать лампами или диодами, но это не важно, лампы здесь на самом деле играют вторичную роль, главное сам мини контакт, микрочип. Таким образом, схема из одного контакта может хранить объём информации, единицу или ноль. Теперь представим, что у нас восемь микрочипов, и каждый из них может хранить единицу информации один или ноль, вопрос, сколько позиций имеет восемь микрочипов? Ваше мнение?
-Восемь?
-Нет, восемь микрочипов может хранить 256 позиций. Поскольку это двойка в восьмой степени.
-Ясно, а почему именно 256, а не семь микрочипов и 128, или не шесть и 64.
-Во-первых, озвучим, что отныне ноль и единица будет называться битом, а восемь позиций, восемь бит, байтом. Я подобрал оптимальное на мой взгляд число позиций, чтобы перечислить все нужные мне действия под каждой позицией, и ещё осталось некоторое достаточно большое свободное количество знаков про запас. А также я учёл тот факт, что каждая лишняя цифра в байте увеличивает число позиций вдвое, и на одну восьмую, девятую или десятую, пропорционально снижает скорость работы машины. Я пришёл к выводу, что 256 вариантов от 8 позиций это золотая середина. 128 вариантов при 7 позициях в будущем может не хватить, а целиком переделывать всю машину, чтобы увеличить число бит в байте это крайне сложно, в то время как 512 вариантов слишком много, и не имеет смысла тратиться. В итоге у меня будет восемь бит в байте этого должно хватить на все типы нужных нам команд в будущем. В эти 256 позиций входят все буквы английского алфавита, а также все цифры и арифметические действия над ними совершаемые, включая операции команды для самой машины, такие как пробел, ввод, отмена, копировать и переместить данные.
-Тогда ясно. И всё же, как это работает?
-Итак, у нас с вами есть один микрочип, и он сохраняет один бит, мы взяли восемь чипов и получили байт. В одном байте у нас может быть закодирована одна цифра или операция. Представим, что нам требуется сложить два больших числа по 15 знаков в каждом, при условии, что полученное число тоже будет длинной не более 15 знаков. Для того чтобы это осуществить, нужно запомнить три числа, то есть 45 байт, или 360 микрочипов. А также нам понадобится ещё один чип на действие сложения, и один на знак равно, это означает 47 байт. Также, если машина будет складывать столбиком, на сами действия сложения, которые изначально обеспечены процессором механически, нам потребуется ещё около десяти чипов, при условии, что действия сложения будут сохраняться и сразу стираться, сохраняя число в ответ. Уточняю, сам процессор устроен так, что он знает простейшие команды, сложение, вычитание, умножение, деление и приравнивание, его структура при команде на сложение начинает выполнять строго определённую операцию с битами. То есть сама механика процессора устроена так, что при определённом знаке действия, умножения или деления будет запускаться та или иная операция с числами. В будущем набор операций процессора целесообразно будет расширить, чтобы повысить его производительность, однако, более сложные операции и команды могут быть разбиты и посчитаны через более простые. Для начала нам хватит четырёх функций простейшей алгебры. Процессор устроен так, что в одном случае число будет всегда вычитаться, в другом умножаться, а выбирать команду он будет через знак, заложенный программой. При этом компьютер не понимает, что он делает, просто в одной позиции срабатывает один триггер, а в другой ситуации другой. Также компьютер будет уметь логически работать с переменными, задавая порядок действий с ними через скобки. Таким образом, он сможет в верном порядке считать длинные и сложные уравнения. Итого для работы процессора потребуется около 57 бит или 456 микрочипов, и я думаю, лучше округлить это число до ближайшего кратного, чтобы память в процессоре совпадала с байтами. Это ближайшее кратное 64 байта и 512 микрочипов. Таким образом, устройство на 64 байта или знака, может выполнять простые арифметические действия по сложению и вычитанию, а также умножение и деление столбиком, используя для этого 512 чипов. Такое устройство сможет выполнять простые арифметические операции и делать это очень быстро. Хочу особо подчеркнуть, что для операций внутри процессора числа надо хранить по знакам, иначе невозможно обработать их, сложить, разделить уголком или умножить столбиком, а вот для хранения чисел на оперативной памяти, можно сохранять их как двойку в степени и остаток. Тогда даже самые большие числа в постоянной памяти, будут весить от 2 до 6 байт, чем больше число, тем больше нужно байт, чтобы его хранить. Логично, что бесконечно большое и сложное число компьютер хранить не в состоянии, но 6 байт хватит, чтобы запомнить число на 18 знаков, я думаю, более высокая точность нигде не требуется. При вытягивании чисел в процессор каждый раз потребуется их перекодировать, что займёт от 16 до 48 операций. Однако, я считаю перекодирование целесообразным, поскольку этот принцип резко увеличит объём запасаемых в оперативной и постоянной памяти данных.
-Но нам же требуется выполнить сложнейшие расчёты на много сотен листов бумаги, а вы рассмотрели арифметику...
-Я рассмотрел краткий пример, сам базовый принцип работы простейшего процессора, как он устроен. На самом деле вычислительная машина может быть гораздо сложнее, количество микрочипов может быть больше, как и скорость их работы, в неё могут быть заложены таблицы Брадиса для тригонометрических расчётов и другие сложные математические действия. Так вот эти 64 байта процессора называются кэш памятью процессора. Вся информация на процессор будет поступать с оперативной памяти с других микрочипов, при этом объём оперативной памяти может быть больше и составлять порядка 512 байт, для чего понадобится 4096 микрочипов. Правда, я планирую, что оперативная память будет проще процессора, поскольку в ней чип выполняет одну единственную задачу помнить, принимать и отдавать данные. То есть не требуется никакой особенной архитектуры связи между микрочипами, и тогда в самой оперативной памяти чипы могут быть маленькими, простыми и будут объединены в конгломераты по 64 или по 128 единиц памяти в одном элементе. Так что 4096 микрочипов это ещё не предел, правда, чтобы собрать большое количество чипов, понадобится ручная работа сотен людей под микроскопами. Однако, я полагаю, что мы сможем создать память на десятки килобайт. И на саму оперативную память информация будет закачиваться с магнитных лент, а вычисленная информация будет сохраняться на такую же ленту, также, как мы сейчас сохраняем кино на киноплёнке. Таким образом, единожды забив через систему интерфейса всю информацию в компьютер, мы сможем в последствии заставить его быстро рассчитать всё это.