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第14章 科学技术奇观(1)

电子技术之奇

电子计算机

电子计算机有很多像电子管那样的“开关器件”,几亿分之一秒就可开关一次。人们就是利用“开”与“关”两种状态来表示数码0和1的。但是,开关器件只有“开”与“关”两种状态,除了0和1之外,余下的2、3……9等数码又怎么办?为此,科学家采用了一种特殊的二进制记数法,这就是“逢二进一”的计数办法。于是,不仅用0和1表示出2、3……9等数字,而且也能表示出其他的数。举例来说,2用“10”表示,3写作“11”,13这个数便成了“1101”,其中1000代表8,100代表4,8+4+0+1=13。

计算机的计算方式很像人的计算过程,需要笔记本、算盘和笔。计算机的笔记本叫存贮器。在计算之前,必须把运算数据和计算步骤先送入存贮器,就像我们把算题和计算办法记在纸上一样。

运算器就好比一架特殊的电子算盘,它的主要器件是触发器、寄存器和加法器。触发器相当于“算珠”,根据计算机控制器的命令,从存贮器取出数据,用寄存器存放运算的数和结果,通过加法器做加法运算后,把算好的结果再放入存贮器这个“笔记本”登记下来。

计算机的“笔”叫做输入器和输出器。常用的输入器有键盘、磁盘机、磁带机、鼠标器等,最新式的输入器可以把操作人员的语声直接转换成计算机可识别并执行的指令。输出器主要有监视器、磁盘机、磁带机、打印机、绘图机等,送到计算机里去的指令和数据,都是用二进制代码表示的。在计算机内,由存贮器来接收这些指令和数据,就好像用笔记在存贮器这个笔记本上一样,计算机处理和运算这些数据后,又将结果用二进制代码送到输出器。电子计算机速度快、工作可靠,不仅广泛用于计算和设计中,也用于工业自动控制。

自动开关大门的“电眼”

有些大门,人走近时会自动打开,人离开时又自动关闭,这是由于安装了“电眼”的缘故。电眼的科学名称是光电池。

电眼中有一片涂有硒的圆片,上面盖极薄的金属片。当光线从金属片中间的圆孔通过照在硒片上时,电子会从硒的表面流向金属片,从而形成一股微弱的电流。这股电流控制一个继电器,使与之联结的另一电路产生较大的电流,并启动小马达,完成开门或关门的工作。

电眼也可以用作家庭防盗警铃和各种报警装置。用在这些地方时,光电池的硒表面上,要经常有固定的光线照射着。如果盗贼挡住了这股光线,电眼所发生的电流就暂时被中断,继电器发生作用,警铃便发响。

可以显示人像的门铃

有一种可视门铃,来访者手按门铃后,主人不但可以听到铃声,而且未开门就能看到来访者的人像。

可视门铃的样式很多,其中有一种类似可视电话。当来访者按下门铃的按钮时,便启动了一个暗藏在门外的电视摄像机和一个照明用的小灯,接着屋内就响起铃声。主人就可以在微型监视器上清晰地看到来访者的影像。

根据这个道理,将普通家用电视机稍加改进,配上附件,也可以使它成为“兼职”的可视门铃。把一只小型的电视摄像管装在门外暗处,摄像机的开关装在改装后的电视机上,当来访者按门铃时,主人按下一个按钮,便打开摄像机,摄下来访者的影像并出现在电视屏幕上。

可视门铃还可以派其他用场,如增加一两个摄像机,还可以用它来看护孩子,或者看管厨房里正在做的饭菜等。

程控电话

程控电话利用了计算机的程序控制,它把交换机应完成的连续动作全编成了程序,插入到控制设备的存贮器中。它恰似一个话务员,发现用户呼叫、寻找被叫用户、接通电路等等,都会按照事先“交待”的要求去完成。

过去一个人管几十个电话忙得不亦乐乎,速度慢,易出差错;程控交换机能控制上万门甚至数十万门电话,具有速度快、声音清晰、质量可靠等优点。采用程控交换机时,需要更改功能或者增加新的服务要求,不需要修改或增加设备,只要修改相应的程序便可实现。因此,它的服务性项目多达五六十种。

程控电话可实现三方通话。当你与对方通话时,如果需要查问第三人,可以在不中断与对方通话的情况下,拨叫出第三者,实现三方共同通话。

程控电话还可以给电话机加上一把“电子密码锁”。当你拿起电话机听到拨号音后,在按键话机上按一个自编密码,挂机后便相当于加上“电子密码锁”。需要打电话时,拿起话机再按上相应的密码数字,听到话机里接受证实音后,挂机相当于开了锁,然后再摘机拨电话号码了。这样,不知道密码的人,就不能使用这部电话了。

可视电话

可视电话机通常由三部分组成:电话机、电视摄像机和监视器。接通电话后,放在监视器顶部的小型摄像机开始工作,摄取通话人的特写镜头传给对方,对方监视器便出现通话人的形象。

由于传送电视图像所占用的频率范围很宽,相当于电话的一千倍,如果在电话线路里传送这种电视电话,就得上千条电话线路供它使用,传输费用很高。实际上可视电话传送的画面往往只是对话者的面容,或一般静止图像。因此,可以每隔半分钟传送一幅画面。这样,电视信号的频率范围就要窄得多,只需原来的千分之一。这种可视电话只能传送如同幻灯那样一幅一幅的慢变化图像,我们称其为慢扫描可视电话。

慢扫描可视电话是将图像信号“装”到声音频率的载波上,使它成为频率可调的信号,然后又用调节信号幅度的方式,把该信号“装”到短波载波上,以致能在很窄的声音频率范围内接收和传送电视图像。因此,这种电视能像短波广播一样,通过电离层反射,把图像信号传送到地球的每一角落。慢扫描可视电话使用三条普通电话线路就可以远距离传输可视电话了。

慢扫描可视电话占用的线路少,使用十分经济,它适用于电话会议,既可闻声见人,又可展示图表、文件、实物等;也可以在工矿企业内部组成可视电话网,用来指挥调度生产;还可以作为设备简单的图像通信,像彩电一样,跨入现代家庭设备的行列。

电脑书库

随着计算机技术的不断发展,图书馆也搬入了电脑。

图书哪里来?它是利用计算机把各种图书资料加以分类,贮存起来。电脑书库中的图书资料全部存在磁盘上,每张碗碟大小的磁盘至少可以容纳100册图书的全文。如果用同样大小的光盘来贮存图书,则数量还可增加一百倍。一个普通图书馆的书籍,只要几十张薄薄的小盘片就足够了。

家用的电脑书库只用一台显示器、机箱(已安装好的)和一个装有很多按键的键盘即可。如果要引用一本书中的某一句话,想与原文核对一下,只消遵照一定的方法按动按键,电子计算机就会告诉引文的对或错。如果只知道某一句子,不知道出处,电子计算机还能告诉这一句出于哪本书第几页第几行,这本书是哪家出版社出版的等等,使用非常方便。

一个单位、一个地区的图书资料是有限的,把许多图书馆的电子计算机联合起来,组成一个网,再用电话线路连接到家庭的“收视机”上,可以使更多的人共享图书资料,互通有无,大大提高图书资料的利用率。例如,美国贝尔研究所就把25个图书馆的电子计算机组成一个网,通过“收视机”,可以随时为8个州的10万人提供资料和图书。

声、文、图并茂的电脑

“多媒体”的出现,使电脑的应用范围大大加宽。

电脑把计算机同录像机、电视机和收录机结合在一起,使声音、文字、图像等多种媒体变成数字信号利用计算机来处理。电脑成为像电视机一样,人人会操作的电器。

在教学上,采用这种电脑使内容更形象、生动,便于学生理解接受。例如,讲森林,立即会出现非洲的森林和狮吼、大兴安岭的林海和松涛。文字、图画、声音组成一幅幅动人的诗画,使学生身临其境,深刻而难忘。用这种电脑进行英语教学时,屏幕上将出现教师读英语单词和句子的形象。学生模仿时,就有两种波形出现在屏幕上:红色波形代表老师的示范,绿色为学生的发音,通过对比,很容易纠正自己的发音。

记者话筒与这种电脑相连,现场采访的一问一答,由计算机对声音进行处理后,可直接把采访报告显示在屏幕上或打印出来。辛苦一天的记者,可以坐在沙发上甚至躺在床上对着话筒诵读,电脑就可令文章打印出来,真正做到“出口成章”了。

电子报刊与图文电视

电子报纸是用计算机的存贮器、磁盘、磁带或光盘等来记录报纸的内容,通过公用电话等电子通讯网络传递给读者,读者通过计算机屏幕、电视机、文字打印机等就能阅读。

电子报纸有多种形式:一种叫实时报,在现有的报纸内容正式交付印刷时,自动记录内容,加到电子信息服务公司的网络,用户便能即时阅读报纸内容;一种叫合版,将一段时间的内容,分门别类地汇总存贮,以磁盘或光盘的形式定期发行;还有一种是联机汇总版,所有已出版的电子报纸内容,形成总的报库,像个图书馆接在信息服务公司的网络上,用户可按主题词按类查阅相关的一段时间内的文章。电子报纸还可以用一种特殊的图文电视机来收看。这种电视机有一个信号转换器,能将接收的报纸版面或图文信号,经过数字处理,“翻译”成电视图像信号,显示在屏幕上。图文电视机采用数字传输方式,将原来的图像和声音转换成无数由“1”和“0”构成的数字信号。因此它也像电脑一样能够存储大量的数据信息,同时也有计算机处理数据的本领,可调配或者编排组合存储的数据信息。这样,你可以给电视机编制程序,使其只播映某一信息而不是整篇新闻内容。你还可以在屏幕上“翻”阅某一页报纸书刊,而且看到哪里,都可以“折”个角做标记,方便将来翻查。

未来科技之奇

功能奇异的未来笔

未来的笔式样新颖,功能多样,使用更方便。

1.液体圆珠笔。未来学生的书写工具中,使用最多的将是圆珠笔。这种圆珠笔同现在的不同,用它书写出的字迹在二三个小时内能用橡皮很省力地擦掉,但过了这段时间就擦不掉,成为永久性的笔迹。这种圆珠笔也叫“液体铅笔”,它的结构与普通圆珠笔相同,只是用的油墨不一样。这种油墨为一种磨碎的橡胶,加入一种低沸点、能在60分钟内全部挥发的有机溶剂制成的。

2.测光圆珠笔。工作学习时,光线不适当会影响视力。测光圆珠笔可告诉你选择的照明是不是合适。它在笔杆上部开的小窗内并排装了三只小灯,并在笔尖上设置一个揿键。一按揿键,小灯便会发出亮光。发红光表示照明度不够,绿灯表示照明度适当,黄光表示照明太亮。

3.收音机圆珠笔。这种笔的笔杆上部装有一只微型收音机,并配置一副耳机和纽扣电池。插上耳机,收音机电源便接通,可以边书写边收听广播,帮助学生学习外语;也可以让抄写工作者收听轻快的乐曲,调节精神。

4.能计算的圆珠笔。在做计算或数字统计时,往往既要用计算器又要做笔记,能计算的圆珠笔能将两种功能结合起来。它的外形比普通圆珠笔略粗一点,笔的后部装有微型电子计算器,功能键和液晶显示器就在笔杆上。它可以进行加、减、乘、除混合运算,乘方、分数、负数、倒数及本利计算等运算。这种笔供银行财会人员、统计人员做各种业务上的运算,也可以满足一般工程设计的运算。

会说话的声像书刊

不久以后,一种绘声绘色的图书和报刊将会普及,人们称它为声像书刊或电子书刊。

声像书刊主要由两个部分组成。一是存贮信息的装置,通常是磁盘或光盘,它存贮有书刊的全部文字、插图和声音等信息,内容非常多,而体积很小;二是比普通杂志还小的电子阅读器,它操纵、显示和传播文字图像和声音。电子阅读器的前端,有一个书页大小的平面屏幕,屏幕左右有喇叭,下端有揿键,按下不同的键,可以挑选书刊的内容,并在阅读器上显示和朗读出来。

声像书刊内容多少取决于光盘的容量。一张碟子大小的光盘,可存贮十年的《人民日报》内容。随着电子技术的发展,声像书刊可存贮一部大百科全书的文字图像和声音,而且人们还可以通过更换记录的卡片或盘片来更换书刊的内容。

1984年初,美国一家出版公司研制出第一部会说话的《美国社会科学百科全书》,读者读有关贝多芬生平介绍时,能听到他的交响乐;看着马丁·路德·金的照片,能听到他的慷慨演说。这种电子书刊也为盲人读者提供便利,只要熟悉阅读器上的按键,就能欣赏一本他所看不见的书刊的精彩内容。

声像书刊具有比印刷书刊更准确、更形象地传播知识的特点,但不可能完全取代印刷书刊。因为它不能像印刷书刊那样随身携带,也不可能带到火车、汽车上观看,而且,长久地阅读荧光屏上的文字图像,也会使人感到吃力。

一件穿四季的衣

一种叫中空纤维的新型纤维,像羊毛、木棉、羽绒等天然纤维一样,这种纤维内部具有空腔,由于空腔中充满了空气,所以保暖性能很好。假如在空腔中充入保热性能胜于空气的氮气,保暖性能会更好。

利用中空纤维的上述特性,在加工时掺入溶剂和气体,用制成的纤维做成衣服。当周围气温降低时,溶剂就会凝结而把气体驱入管状纤维使它膨胀,衣服因此显得紧密厚实。加上纤维内充有气体,衣服的保暖性能便大大提高了。当周围气温上升时,溶剂又融化成液体。溶剂融化时吸热,具有一定的“制冷”效果。这时纤维恢复原状,衣服变薄,孔隙增加,透气性好,穿着就觉得凉快多了。这种衣服特别适宜在一天中气温变化剧烈的地区穿着。如果在寒暑不十分悬殊的地区,从春到冬,有这样一件衣服,也就足够了。

人造食品与合成食品

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