我的世界手機(jī)版紅石教程基本四則運算模塊原理解釋與制作

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運算是紅石模電的一個很重要的功能，紅石模電在加減法，特別是0-15的數(shù)字以內(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，計算也一直是紅石研究的重點。

減法器

就是單個的點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

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

這個東西的邏輯是15-（15-A-B）=A+B。

當(dāng)結(jié)果大于15時，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。

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

結(jié)構(gòu)有點復(fù)雜所以詳細(xì)解釋一下。

整個結(jié)構(gòu)從上向下一共有七行。

第一和第二行是一個有十五個輸入的加法器。

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

第四行的中繼器可以阻止A信號在傳輸線路中的傳遞，中繼器點亮?xí)r傳輸A信號就會被切斷。

第五六七行可以根據(jù)右邊漏斗處接收到的B信號控制第幾個中繼器被點亮。

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

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

這個東西的邏輯是A+A+.....+A(一共有B個A)=A*B。

當(dāng)結(jié)果大于15時，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。

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。

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

簡要解釋一下原理。

這個裝置就是執(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)，并不是體積延時等優(yōu)化過的結(jié)構(gòu)，實際使用時還是要有所改變。

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，基本完全不會去使用它。

因為模電計算會受到信號強(qiáng)度在0-15的條件約束，所以產(chǎn)生了進(jìn)位運算的概念，一般是滿十六進(jìn)一的十六進(jìn)制。

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

這里僅介紹一種進(jìn)位加法器的算法，再說更多難度就太大了。

定義加數(shù)A，B。

計算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。