我的世界手機(jī)版紅石教程基本四則運(yùn)算模塊原理解釋與制作

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運(yùn)算是紅石模電的一個(gè)很重要的功能，紅石模電在加減法，特別是0-15的數(shù)字以?xún)?nèi)的加減法上相比于傳統(tǒng)數(shù)字電路有極高的優(yōu)越性，計(jì)算也一直是紅石研究的重點(diǎn)。

減法器

就是單個(gè)的點(diǎn)亮模式的紅石比較器。

左邊的漏斗代表被減數(shù)輸入端，下邊的漏斗代表減數(shù)輸入端，紅石燈是輸出結(jié)果。

如果結(jié)果小于零，輸出結(jié)果仍然是零。

加法器

兩個(gè)漏斗代表兩個(gè)加數(shù)的輸入端，最下邊的比較器是輸出結(jié)果，紅石燈用于檢驗(yàn)結(jié)果。

這個(gè)東西的邏輯是15-（15-A-B）=A+B。

當(dāng)結(jié)果大于15時(shí)，輸出結(jié)果仍等于15。

乘法器

乘法器的原因比較粗糙。

全局。

兩端特寫(xiě)。

兩個(gè)漏斗代表兩個(gè)因數(shù)的輸入端，右上角的比較器是輸出結(jié)果，紅石燈用于檢驗(yàn)結(jié)果。

結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜所以詳細(xì)解釋一下。

整個(gè)結(jié)構(gòu)從上向下一共有七行。

第一和第二行是一個(gè)有十五個(gè)輸入的加法器。

第三行是一條傳輸線路，它把從左邊漏斗處接收到的A信號(hào)傳到上面加法器的每一個(gè)端入端上。

第四行的中繼器可以阻止A信號(hào)在傳輸線路中的傳遞，中繼器點(diǎn)亮?xí)r傳輸A信號(hào)就會(huì)被切斷。

第五六七行可以根據(jù)右邊漏斗處接收到的B信號(hào)控制第幾個(gè)中繼器被點(diǎn)亮。

可以使從左向右數(shù)第B個(gè)以后的中繼器點(diǎn)亮，從而讓最上面的加法器中只有B個(gè)輸入端接收到A信號(hào)。

第七行箱子僅僅是為了獲得需要的信號(hào)，每個(gè)箱子里放一個(gè)物品，產(chǎn)生強(qiáng)度為1的信號(hào)。

這個(gè)東西的邏輯是A+A+.....+A(一共有B個(gè)A)=A*B。

當(dāng)結(jié)果大于15時(shí)，結(jié)果仍為15。

除法器

除法器的原理比乘法更粗糙。

全局。

兩端特寫(xiě)。

上邊的漏斗代表除數(shù)輸入端，下邊的漏斗代表被除數(shù)輸入端。

上邊紅石燈檢驗(yàn)余數(shù)的結(jié)果，下邊的紅石燈檢驗(yàn)商的結(jié)果。

簡(jiǎn)要解釋一下原理。

這個(gè)裝置就是執(zhí)行這樣一種算法。

定義被除數(shù)A，除數(shù)B，商C。

輸入A，B。

初始C=0。

比較A和B的大小。

如果A>=B，那么新的A=A-B，新的C=C+1。

如果A<B，不作處理。

循環(huán)重復(fù)15次以上步驟。

最后的結(jié)果C就是商，A就是余數(shù)。

裝置中1-3行就是執(zhí)行比較A和B大小的作用，4-5行就是執(zhí)行A=A-B的作用，6-11行就是執(zhí)行C=C+1的作用。

特別的是除零的情況會(huì)使余數(shù)等于被除數(shù)，商為零，是不正確的結(jié)果。

要注意的是以上結(jié)構(gòu)都是方便講解原理的結(jié)構(gòu)，并不是體積延時(shí)等優(yōu)化過(guò)的結(jié)構(gòu)，實(shí)際使用時(shí)還是要有所改變。

特別是乘除法，由于性能上比不上傳統(tǒng)的二進(jìn)制數(shù)字電路，基本完全不會(huì)去使用它。

因?yàn)槟ｋ娪?jì)算會(huì)受到信號(hào)強(qiáng)度在0-15的條件約束，所以產(chǎn)生了進(jìn)位運(yùn)算的概念，一般是滿(mǎn)十六進(jìn)一的十六進(jìn)制。

具體表現(xiàn)就是再添加一個(gè)進(jìn)位輸出端，當(dāng)結(jié)果超過(guò)16時(shí)就讓進(jìn)位端有輸出。

這里僅介紹一種進(jìn)位加法器的算法，再說(shuō)更多難度就太大了。

定義加數(shù)A，B。

計(jì)算15-（15-A-B）=A+B 和 A-（15-B）=A+B-15。

判斷，如果A+B-15<=0，那么輸出A+B，進(jìn)位端不輸出。

如果A+B-15>0，那么輸出A+B-16，進(jìn)位端輸出。