1. 程式人生 > 資訊 >高二學生 B 站 UP 主爆肝 10 個月,自學數電在《我的世界》裡打造理論最快四則計算器

高二學生 B 站 UP 主爆肝 10 個月,自學數電在《我的世界》裡打造理論最快四則計算器

辛丑牛年(2021),《我的世界》,一高二學生因爆肝在B站火了。

他從未接觸過數電,一切從零開始,僅僅是為了搞清計算器的原理。

然後…… 然後……

就直接在《我的世界》裡肝出了個“理論最快”四則計算器:

0.05s 完成運算!

這位 ID 為“史蒂夫的骨灰”的 Up 主,是從去年 10 月開始這個專案,由於在上高二,只有週末和放假才有時間推進。

瞧瞧,這密密麻麻的零部件,這可都是他“億點億點”純手工搞上去的。

引得網友直呼:熟練地讓人心疼。

也有人回憶起讀過的《編碼》一書中的話 ——“這麼多繼電器組合太大了,現實中做不到”,而後驚呼道:

好傢伙,在《我的世界》直接夢想成真了!

甚至連小鵬汽車都來湊熱鬧了:

快進到在《我的世界》做出一臺智慧汽車【狗頭】

接下來,讓我們共同走進這位高中生的爆肝之作。

理論最快四則計算器

先來看看計算器實際執行效果:

視訊裡說的 gt 也就是“遊戲刻”(GameTick),指理論上《我的世界》遊戲程式更新一次資料的時間:0.05s。

這裡可以看出,加減乘除四種運算全在 1 遊戲刻之內得出結果!

就是為了實現這個速度,UP 主骨灰君才把計算器體積做到這麼大、結構這麼複雜。

過去在《我的世界》中用紅石電路做計算器,或多或少都需要一些運算時間。

這是因為遊戲中傳輸訊號的元件會產生 0.1 秒的延時。

與整個遊戲的執行速度不同,紅石電路是把 1 秒分成 10 份,每份稱為 1 紅石刻,也就是 0.1 秒。

這樣無論怎麼進行優化,都不能在小於 1 紅石刻的時間裡完成運算。

骨灰君採用另一個思路,用另一個元件活塞來實現電路。

活塞可以在小於 1 紅石刻的時間內完成一次推拉,相當於在電路中產生一個脈衝訊號。

以這種方式傳遞訊號,整個電路的運算時間,理論上限就是 1 遊戲刻 = 0.05s 了。

當然,由於 CPU 效能的限制,在個人電腦上實際執行時間會長一些。

整套計算器執行起來非常吃配置,不加水冷的話 CPU 直接飆到 3 位數溫度。

這麼龐大的工程,到底是怎麼做出來的?

怎麼肝出來的?

說到這個問題,時間還得回溯到 1 年前。

當時骨灰君的想法非常的簡單,就是想用《我的世界》來研究一下計算器的原理。

所以就先設計了一個加法架構,一段時間之後,還搞出來了個乘法器。

當時的他,其實沒有想過做完整的一個計算器,但後來覺得既然開始了,那就一步步研究吧。

而且將數電和械電結合,過程中可以說是困難重重。

但骨灰君認為:

想到可能很多人是看到我的工程動態才留下的,我更應該把這個工程做到底。

從動態區中不難看出,骨灰君真的就是一步一個腳印,每突破一個困難就會記錄下來。

例如把二進位制轉為 BCD 碼的模組就得搭 700 米長的方塊,甚至超過了遊戲的預設顯示範圍。

BCD 碼是用 4 位二進位制表示十進位制中的 0-9,相當於不把 123 當成“一百二十三”,而是當成“一二三”再分別用二進位制表示。

再例如由於耗時過長,遊戲都更新了,有改動的部分還得重新調整:

而後更是像在給粉絲們做“工作彙報”一樣:

進度:XXX。

於是,就這麼一點一滴像打地基一樣,計算器的各個部件就做好了。

到後來,當初教他數電基礎的網友反倒跟不上了。

最後的工作,用骨灰君的話就是“簡單組裝一下”。

(講真,有被凡爾賽到,瞧瞧彈幕的反饋)

乘法模組:

BCD 轉 binary:

Binary 轉 BCD(整數):

......

最後是顯示器 + 總控電路:

大功告成!

網友:5000 粉整出 50W 粉的活

如此浩大的工程,出了 bug 怎麼辦?

還別說,真有網友問了這個問題:

骨灰君也對此作出了回覆:

檢查一整天找出 4 個錯誤方塊……

自但更多的網友還是“膜拜”於骨灰君之肝:

還有積體電路設計專業的來招人:

回到這個專案的初衷,其中一個讓骨灰君堅持的理由,就是為了當時近 5000 的粉絲。

而有網友認為,Up 主的工程,堪稱“50W 粉的活”。

不過放眼現在,骨灰君的粉絲量已經達到了 1.4W!

恭喜,恭喜!

同時也期待骨灰君下一次的力作,不過要等到高考以後了~