数据存储是计算机实用化的关键,研发团队在磁芯存储器的基础上,进一步研发磁鼓存储器作为长期存储设备——磁鼓存储器由一个高速旋转的圆柱形磁鼓与多个磁头组成,磁头在磁鼓表面写入与读取数据,存储容量可达10kb,是磁芯存储器的20倍,能够长期存储大量程序与数据,且读写速度达每秒200次,稳定性强,完全满足初期计算机的使用需求。
同时,研发团队同步研发配套的输入输出设备:一是纸带输入机,通过打孔纸带记录程序与数据,将纸带放入输入机后,设备通过光电传感器识别孔洞,将数据转化为电信号输入计算机,输入速度达每秒50字符,可快速导入复杂程序;二是打印机,采用针式打印原理,将计算机的运算结果转化为文字或数字打印在纸张上,打印速度达每秒10字符,方便科研人员实时查看、记录运算结果,解决了计算机数据“输入难、输出难”的问题。
经过三年半的焚膏继晷,1950年夏,兴南首款电子计算机“兴南-1”在仰城计算机研究所正式研发成功。这台凝聚了团队心血的“算力重器”,参数在当时堪称世界先进:整机重达5吨,占地面积20平方米,内部集成1万2千个经过改造优化的电子管,配备10kb磁鼓存储器与512字节磁芯存储器,运算速度可达每秒1000次,远超同期欧洲计算机每秒500次的运算速度,仅略逊于美国eniac计算机(每秒5000次),但体积与功耗较eniac大幅降低,实用性更强。
“兴南-1”计算机的研发成功,标志着兴南正式迈入电子计算机时代,为各领域高科技研发注入了强大算力动力,其应用场景迅速覆盖军工、航空、气象、经济等核心领域:
导弹研发领域:此前导弹飞行轨迹计算、制导参数优化需数十名科研人员用计算尺手工计算数天,误差较大;“兴南-1”计算机可在数小时内完成复杂的弹道模拟与参数计算,精准输出导弹飞行轨迹、燃料消耗、命中误差等数据,大幅提升导弹研发效率,为第二代“雷霆-2”导弹的射程突破与制导精度优化提供了关键算力支撑;
航空发动机领域:“兴南-1”计算机可模拟航空发动机在不同转速、温度、压力下的运行状态,精准分析涡轮叶片、燃烧室等核心部件的受力情况,帮助研发团队优化发动机结构设计,提升发动机推力与燃料利用率,为“天山-1”喷气发动机的迭代升级与“猎鹰-2”战斗机的研发提供了技术支持;
气象预测领域:兴南此前依赖地面气象站点采集数据,人工整理分析,预测精度低、时效性差;“兴南-1”计算机可快速处理仰城、曼德勒等多地气象站采集的温度、湿度、气压、风速等海量数据,通过气象模型运算,将短期气象预测精度从原来的60%提升至85%,为农业生产、灾害预警、军事行动气象保障提供了精准数据支撑;
其他领域:在经济计算中,“兴南-1”计算机可快速处理国民经济数据,为五年计划的调整优化提供决策依据;在国土测绘中,可精准计算地形数据,绘制高精度地图,为兴南的国土规划与资源勘探提供支持。
“兴南-1”计算机的成功应用,让研发团队看到了计算机在军事装备与工业生产中的巨大潜力——大型计算机体积大、功耗高,仅能固定在实验室使用,无法适配战斗机、导弹发射车、舰艇等军事装备的便携需求,也难以应用于工厂自动化生产。因此,“兴南-1”研发成功后,李敏立即带领团队启动小型化计算机研发项目,核心目标是减少电子管数量、降低整机重量与体积,提升稳定性与便携性,适配军事与工业场景的实用需求。
小型化研发的核心难点的是电子管的集成优化与功耗控制,团队通过优化逻辑电路架构,减少冗余电子管,将电子管数量从1万2千个降至3000个;同时研发新型低功耗电子管,将整机功耗降低60%;采用模块化设计,将计算机拆分为运算模块、存储模块、控制模块,方便组装与维修。到五年计划收官时,研发团队已成功研发出小型化计算机原型机,整机重量降至1吨,占地面积仅5平方米,运算速度可达每秒800次,虽略低于“兴南-1”,但便携性与稳定性大幅提升,可适配导弹发射车、大型舰艇的安装需求,为后续兴南军事装备电子化、工业生产自动化奠定了坚实基础。