Dans Minecraft, comment construire un comparateur de 4 bits ?

Question

Les comparateurs à 4 bits sont un élément de base de l'électronique, et sont utiles dans de nombreux dispositifs de type redstone, en particulier les ordinateurs. Je suis intéressé par un bon aperçu de la construction de ce type de dispositif. Il prend huit signaux comme entrée : a0, a1, a2, a3, b0, b1, b2, b3 ; et sort 2 signaux : a<b, a=b con a>b = !(a<b) .

Des diagrammes montrant comment le faire avec de l'électronique réelle sont disponibles. facile à trouver . Habituellement, les gens construisent directement des comparateurs de 1, 2 et 4 bits, et les plus grands sont créés par des cascades (pour minimiser le nombre de transistors utilisés). Traduire cela dans Minecraft est un peu un art ; parfois un circuit plus compliqué dans la réalité est plus facile à faire (et fonctionne mieux) dans Minecraft. Il y a ces points à considérer, grossièrement par ordre d'importance :

• Maintenabilité

Il est prévu que le dispositif continue à fonctionner pendant la mise à jour du jeu. Les réponses utilisant des bogues ou un comportement non défini auraient pour conséquence que le dispositif ne fonctionnerait plus lors des mises à jour du jeu, ce qui les rendrait moins utiles.

• Vitesse

On s'attend généralement à ce que le bidule de Redstone qui fournit les fonctions logiques assez vite que le retard n'est pas perceptible.

• Simplicité

Si le dispositif est destiné à servir de tutoriel, il doit être suffisamment facile à comprendre et ne pas reposer sur des comportements trop obscurs.

• Compacité

Un dispositif utilisant une quantité minimale de matériaux est plus rapide à construire et plus facile à intégrer.

Answer 1

Bien qu'il soit possible de construire un engin qui fonctionne sur l'arithmétique booléenne discrète, construite de portes logiques, il serait terriblement impraticable ; vous avez environ 5 portes par bit, chaque porte un bon couple de blocs, des connexions croisées, ce serait tout à fait terrible. Heureusement, pour l'arithmétique sur les nombres jusqu'à 4 bits, Minecraft fournit un outil beaucoup plus pratique et plus gracieux - redstone analogique ; utilisation des forces de signal et du comparateur.

C'est l'appareil qui répond aux exigences telles qu'elles sont énoncées (état affiché : "15 > 14", entrée verte supérieure à la bleue.) :

Il semble encombrant, mais c'est seulement en raison de la nécessité de "masser" le problème tel qu'il est énoncé (entrée binaire, sorties de "<,=") dans ce qui fonctionne naturellement dans Minecraft (entrées et sorties analogiques de "<,>"). Si vous prenez l'approche naturelle de Minecraft, tout ce dont vous avez besoin est le "noyau" de 2 comparateurs :

Dans ce cas, vous délivrez deux signaux de force variable, X,Y. Les sorties sont leur différence X-Y et Y-X si le résultat est positif ; aucune sortie si elle est égale ou inférieure à zéro.

La version "étendue" convertit d'abord 4 bits d'entrée en signal analogique (en soustrayant 1, 2, 4 ou 8 respectivement ; dans les circuits analogiques de Minecraft, toutes les additions sont effectuées comme suit a + b = 15 - (15 - a - b) )*, puis comparées ; ensuite, les deux sorties sont envoyées vers le bas dans une porte NOR, pour produire une sortie si aucune n'est active, ce qui signifie que les entrées sont égales. Si vous sautez les répétiteurs sur la sortie, votre sortie contiendra également l'amplitude de la différence.

*Les entrées ne sont pas normalisées à la valeur originale. 15 - (15 - x) qui vient d'être introduit dans le comparateur sous la forme de 15 compléments. 15 - x Au lieu d'inverser les valeurs, je change simplement la signification des sorties ; si x < y, alors (15 - x) > (15 - y).