哇!这真是一个非常令人惊叹和励志的故事!一个高二学生用10个月“爆肝”自学数电,并在《我的世界》(Minecraft)中成功打造出理论最快的计算器——这展现了非凡的毅力、自学能力、创造力和跨学科整合能力!
我们可以从几个方面来看待这个壮举:
1. "惊人的毅力与自律 (“爆肝10个月”):“爆肝”这个词虽然听起来有些夸张,但它形象地描绘了学生在短时间内投入了极大的精力、时间和心血。" 10个月专注于一个极具挑战性的项目,需要极强的自律性和克服困难的决心。这本身就是一种了不起的成就,无论最终的计算器在理论上有多“快”,这个坚持的过程就值得称赞。
2. "卓越的自学能力:" 数字电路设计(数电)是大学本科阶段的课程,通常需要扎实的数理基础和长时间的学习。一个高二学生能够自学并掌握相关知识,说明他拥有强大的自学能力、信息检索能力和知识理解能力。他可能通过在线课程、技术论坛、教科书等多种途径学习。
3. "独特的创造力和技术应用能力:" 将数电理论与《我的世界》这款沙盒游戏结合起来,创造出理论最快的计算器,这本身就是一种创新。这不仅要求学生理解数电原理,还需要他思考如何在游戏引擎和有限的资源(方块、红石)中实现这些原理。这体现了将理论知识应用于实践,并利用特定环境进行创造的能力。
金磊 梦晨 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
辛丑牛年
(2021),《我的世界》,一
高二学生因
爆肝在B站火了。他从未接触过数电,一切从零开始,仅仅是为了搞清计算器的原理。然后……然后……就直接在《我的世界》里肝出了个“
理论最快”四则计算器:
0.05s完成运算!

这位ID为“
史蒂夫的骨灰”的Up主,是从去年10月开始这个项目,由于在上高二,只有周末和放假才有时间推进。引得网友直呼:
熟练地让人心疼。也有人回忆起读过的《编码》一书中的话——“这么多继电器组合太大了,现实中做不到”,而后惊呼道:
好家伙,在《我的世界》直接梦想成真了!

甚至连小鹏汽车都来凑热闹了:
快进到在《我的世界》做出一台智能汽车【狗头】

接下来,让我们共同走进这位高中生的爆肝之作。
理论最快四则计算器
先来看看计算器实际运行效果:

视频里说的gt也就是“
游戏刻”
(GameTick),指理论上《我的世界》游戏程序更新一次数据的时间:0.05s。这里可以看出,加减乘除四种运算全在1游戏刻之内得出结果!就是为了实现这个速度,UP主骨灰君才把计算器体积做到这么大、结构这么复杂。过去在《我的世界》中用红石电路做计算器,或多或少都需要一些运算时间。这是因为游戏中传输信号的元件会产生0.1秒的延时。与整个游戏的运行速度不同,红石电路是把1秒分成10份,每份称为
1红石刻,也就是0.1秒。这样无论怎么进行优化,都不能在小于1红石刻的时间里完成运算。

骨灰君采用另一个思路,用另一个元件
活塞来实现电路。

活塞激活时的响应是瞬间的,这样就能让红石信号无延时地传递。

以这种方式传递信号,整个电路的运算时间,理论上限就是1游戏刻=0.05s了。当然,由于CPU性能的限制,在个人电脑上实际运行时间会长一些。骨灰自己的CPU需要6秒。这么庞大的工程,到底是怎么做出来的?
怎么肝出来的?
说到这个问题,时间还得回溯到1年前。当时骨灰君的想法非常的简单,就是想用《我的世界》来研究一下计算器的原理。所以就先设计了一个
加法架构,一段时间之后,还搞出来了个
乘法器。

当时的他,其实没有想过做完整的一个计算器,但后来觉得既然开始了,那就一步步研究吧。而且将数电和械电结合,过程中可以说是困难重重。但骨灰君认为:
想到可能很多人是看到我的工程动态才留下的,我更应该把这个工程做到底。

从动态区中不难看出,骨灰君真的就是
一步一个脚印,每突破一个困难就会记录下来。例如把二进制转为BCD码的模块就得搭700米长的方块,甚至超过了游戏的默认显示范围。BCD码是用4位二进制表示十进制中的0-9,相当于不把123当成“一百二十三”,而是当成“一二三”再分别用二进制表示。而后更是像在给粉丝们做
“工作汇报”一样:
进度:XXX。
于是,就这么一点一滴像打地基一样,计算器的各个部件就做好了。到后来,当初教他数电基础的网友反倒跟不上了。

最后的工作,用骨灰君的话就是
“简单组装一下”。
(讲真,有被凡尔赛到,瞧瞧弹幕的反馈)
乘法模块:

BCD转binary:

Binary转BCD(整数):

......最后是显示器+总控电路:

大功告成!

网友:5000粉整出50W粉的活
如此浩大的工程,出了bug怎么办?还别说,真有网友问了这个问题:

骨灰君也对此作出了回复:
检查一整天找出4个错误方块……

自但更多的网友还是“膜拜”于骨灰君之肝:


还有集成电路设计专业的来招人:

回到这个项目的初衷,其中一个让骨灰君坚持的理由,就是为了当时近5000的粉丝。而有网友认为,Up主的工程,堪称“50W粉的活”。

不过放眼现在,骨灰君的粉丝量已经达到了
1.4W!

恭喜,恭喜!同时也期待骨灰君下一次的力作,不过要等到高考以后了~
— 完 —
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