Computing

Материал из Dwarf Fortress Wiki
Перейти к навигацииПерейти к поиску
Часть серии статей о
Вычислениях
7x191.PNG
Логика: животная • существ • жидкостная • механическая • вагонеточная
Компоненты: Сумматор • Память • Повторитель
v · t · e

Компьютеризацией в Dwarf Fortress называют практику создания сложных механических устройств реализующих логические и численные операции. В идеале, это делается для автоматизации какой-либо функции вашей крепости. Пусть даже сейчас это уже и не новая идея, но она все ещё оставляет достаточно простора для улучшений и исследований. В том числе и по той причине, что одну и ту же проблему можно решить разными способами. Изобретения и усовершенствования только приветствуются!

Двоичная информация

Информация, представленная в двоичном виде, может принимать всего два состояния: истину или ложь, что соотвествует 1 или 0. В Dwarf Fortress эти состояния можно хранить разными способами:

Это элементарное представление информации лежит в основе всех электронных устройств и компьютеров. Поэтому если уж вы захотели заняться компьютеростроением то с этим нужно обязательно ознакомиться. Логика высказываний

Ввод/вывод

Устройством ввода может служить любой механизм, который можно связать с другими устройствами. К такими механизмам относятся рычаги и нажимные плиты. Нажимная плита, при её установке, может быть настроена, на какой вес воды, лавы и существ она должна реагировать. Также её можно настроить так, чтобы она могла реагировать и на ваших дварфов тоже. Указав минимальное и максимальное значение уровня воды и лавы для нажимной плиты, вы всегда будете получать от нее состояние ВКЛ (on) для этого интервала, а для всех остальных значений — состояние ВЫКЛ (off). Независимо от уровня воды, лавы или веса существа, действующих на нажимную плиту, это устройство всегда будет посылать или 1 или 0 на другие "элементы" сети. А это значит, что нажимные плиты могут служить основой для двоичных запоминающих устройств.

Виды ввода

  • Ручное переключение: Рычаг -> двоичный 1 или 0.
  • Автоматическое переключение: Нажимная плита -> двоичный 1 или 0.

В качестве ввода/вывода может служить все что угодно, что умеет реагировать на изменение сигнала. Это могут быть двери, мосты, шлюзы пропускающие или препятствующие течению жидкостей, шестерни связанные с насосами и многое другое. В некоторых случаях — когда используется машинная логика — в качестве вывода требуется не сигнал ВКЛ/ВЫКЛ (on/off), а подключение/отключение механизмов от источника энергии.

Для обратного преобразования состояния подключенности к источнику энергии в сигнал ВКЛ/ВЫКЛ (on/off) известен (на данный момент) только один способ. Этот способ предполагает использование насоса с неограниченным источником воды и неограниченным сливом. Для обнаружения факта, включен ли насос (т.е. подключен ли он к источнику энергии) используется нажимная плита размещенная у слива. Она реагирует на наличие потока перекачиваемой жидкости.

Виды вывода

  • сигнал: нажимная плита -> на выходе сигнал ВКЛ/ВЫКЛ (on/off) -> сигнал может поступать на все объекты обладающие способностью подлючаться к источнику сигнала и реагировать на его изменение
  • энергия: комплекс шестерней -> на выходе энергия или её отсутствие (состояния подключен к источнику энергии / отключен от источника энергии) -> энергия может поступать на механизмы, потребляющие энергию

Бинарная логика

Операции бинарной логики осуществляют вычисление значения бита на выходе, полученного в результате некоторых операций со значениями одного или двух битов на входе. Устройства, которые умеют выполнять такие операции, обычно называют логическими вентилями или логическими элементами

  • NOT — принимает на вход один бит и возвращает бит с противоположным значением

вход A NOT
0 1
1 0


все остальные операции получают на вход два бита

  • AND — возвращает true если они оба имеют значение true
  • OR — возвращает true если хотя бы один из них имеет значение true
  • XOR — возвращает true если только один из них имеет значение true
  • NAND — возвращает true если как минимум один из них имеет значение false
  • NOR — возвращает true если они оба имеют значение false
  • NXOR — возвращает true если они оба имеют одинаковые значения

вход A вход B AND OR XOR NAND NOR NXOR
0 0 0 0 0 1 1 1
0 1 0 1 1 1 0 0
1 0 0 1 1 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0 1


Логические выражения, которые используют операции НЕ(NOT), И(AND) и ИЛИ(OR) наиболее легки для понимания человеком. Однако, оказывается, что все возможные логические операции можно реализовать используя только NAND или только NOR вентили. Некоторые логические вентили сделать проще и они потребуют меньше компонентов чем другие. Хотя это зависит от того, какой подход вы используете при построении логических схем. В общем случае, самостоятельное проектирование каждого логического вентиля, который вам действительно необходим (или использование уже придуманных схем) предпочтительнее, чем строительство множества NAND вентилей, так как в результате ваш дфарфпутер будет и быстрее работать и потребует меньше ресурсов на его создание (энергии, воды, котят, строительных материалов и всего остального, что вы задумаете использовать).

Сложные вентили

Данная статья помечена как не оконченная.
Вы можете прочитать эту статью на английском или помочь проекту её переводом.

Принцип работы

Исторически сложилось, что до DF2010 было 3 основных принципа работы дварфпьютеров, которые определяют, что будет управлять схемой. Каждый из них имел свои достоинства и недостатки. До сих пор в DF2010 на 0.31.01 по существу используются те же самые способы передачи сигналов, за исключением некоторых различий с насосом поднимающим воду (they don’t without the floor between being channeled, apparently). Наука! будет отличаться лишь тем, что в основе будет лежать либо течение воды, либо вращение осей и зубчатых передач, либо поиск пути животным.

Три основных принципа:

Жидкостная логика

Логика бесконечного течения жидкости управляет течением жидкости по нажимным плитам. Схема с жидкостной логикой может быть легко построена и все известные элементы в Dwarf Fortress уже построены на этом принципе. С другой стороны, этот принцип зависит от неограниченного источника жидкости, поэтому периодически приходится бороться с испарением и полным высыханием.

Механическая логика

Механическая логика использует системы осей и шестерёнок для постройки логических схем. Механическая логика реагирует очень быстро и может быть легко построена, за исключением когда жидкосно-насосный сигнал-> преобразователь сигнала в каждый элемент. Так как каждая передача сама по себе может быть связана с триггером (или несколькими триггерами), и автоматически подключаться к соседней шестерне для питания или передачи сигнала, механическая логика являются очень гибкой и не требуют большого числа различных устройств, которые, как правило, используются в жидкостной логике (за исключением, опять же, потребности в жидкостно-насосный сигнал-> преобразователь сигнала в каждый элемент, если вы собираетесь использовать схему для управления насосом). С другой стороны, этот принцип использует ОГРОМНОЕ количество механической энергии, и в связи с отсутствием энергии вы будете вынуждены строить с использованием компонентов жидкостной логики, если вы хотите подключить несколько механических логических элементов вместе или подключить вентили на любой выход, кроме насоса. Существует, однако, в настоящее время полностью функциональная схема жидкостного сберегающего датчика вращения. Так, по правде говоря, текущую механическую логику правильнее называть механико-жидкостной гибридной логикой, так как в ней вы нуждаетесь в некотором источнике жидкости в первую очередь для датчика вращения вашей схемы. К механической логике можно также причислить вагонеточную логику, которая является отличным способом создания логических схем, основанных на движении вагонеток.

Животная логика

Животная логика состоит из животных оставленных в закрытом помещении, с дверью, блокирующей путь туда, куда они хотят пойти, и нажимной плитой под люком, с препятствиями, которые управляются с помощью триггеров. Животное думает, что оно может пройти через дверь, и если у него есть свободный путь к двери, то оно пойдёт и встанет на люке. Когда люк открывается тригером, зверь падает на нажимную плиту. Пока люк открыт, или другие препятствия блокируют путь животного к двери, оно останется на нажимной плите и на выходе будет сигнал "1". Как только зверь увидит путь к двери, он оставит нажимную пластину. Обычно схема основана на том факте, что животные пытаются пойти к их родителям, пока они дети, или просто движутся к еде. Существуют также конструкции, которые используют захваченных врагов.

Теоретически существует четвёртый принцип, Дварфская логика (она же Борг логика), когда вместо животных используются дварфы но не было ещё сообщено ни об одной рабочей схеме, использующей данную логику.

Примеры схем, которые вы могли бы создать используя логические элементы

  • Генератор импульсов (Repeater) : Неоднократно переключается открывая и закрывая люки или двигая шипы вверх-вниз.
  • Триггер (Latch): Делается сбрасывающаяся одноразовая нажимная пластина, которая сбрасывается с помощью рычага.
  • НЕ (NOT) элемент: Изменяет на противоположенный сигнал от переключателей или нажимных пластин. Как правило, подключен к реле. Вы конечно же можете модифицировать ваше реле, чтобы оно посылало противоположенный сигнал, и не спользовать этот элемент.
  • AND gate: Requiring more than one condition to be true for something to occur. For instance, you could have a group of AND gates, with a system on/off switch, and and other triggers, with each trigger linked to a different AND gate with the system on/off switch linked to the the second input on all the AND gates, so that when the system on/off switch is OFF the output will be OFF on all the AND gates.
  • OR gate: You could link two 1-7 water sensors to an OR gate, and link that to a NOT gate, and link that to some floodgates or doors which act as emergency bulkheads, closing when water is detected in the area. Or, link the OR gate to bridges which raise instead (but you may crush things, and bridges are slower than doors).
  • XOR gate: You could use pressure plates hooked to latches at different points in your fort to detect enemy intrusion, and set them up to seal off the area with both an interior and exterior bulkhead when the intrusion occurs, but hook your latches up with an XOR gate and hook the output to the interior bulkhead to unseal that one if your pressure plates have detected that the enemy has gotten past it.
  • NOR gate: A NOR gate returns TRUE (ON) only if both inputs are FALSE. Instead of using the OR gate example with a NOT gate, you could use a NOR gate linked to two 1-7 water sensors, whose output goes to doors or floodgates. When the pressure plates are both waterless, the floodgates will be open. When one detects water, the floodgates close. (If you used 0-0 pressure plates with an OR, you would get an OFF signal if both plates detected water, or an ON signal otherwise (which is the same as 1-7 NAND 1-7))
  • NAND gate: A NAND gate returns TRUE (ON) whenever both inputs are not both TRUE (e.g. ON NAND ON is OFF, but every other combination is ON). Instead of the OR NOT or NOR example, you could link two 0-0 water sensors to a NAND gate, and link the NAND gate’s output to raising bridges. 0-0 NAND 0-0 is the same as 1-7 OR 1-7. If there is no water on both pressure plates, the NAND gate will output an OFF signal. If, however, either has water, it will output an ON signal.
  • And here’s a more complicated example, omitting the details of what gates to use: An automated swimming training room, where you pull a lever to close exit doors and open hatches to drop water into it, then pressure plates detect when there’s enough water and close the hatches, and after a certain amount of time (using a very slow repeater, for instance), drains and exit doors open and the system resets until you pull the lever again. Or, the lever could be taken out entirely and the system could be made fully automatic (with dwarves set to train in the room, for instance) using the repeater.

Примеры

Здесь приведены примеры нескольких реально работающих дварфопьютеров и некоторые концепции, которые в принципе могут быть использованы. Но в большинстве случаев они создавались просто для веселья. Это нисколько не умаляет заслуги их разработчиков т.к. их создание в целом может оказаться очень сложным.
Пока что неизвестны примеры схем основанные на животной или борг логике.

Полезное

  • Магменная ловушка
    • Пример рабочего дварфопьютера управляющего магменной ловушкой. Она автоматически наводняет местность лавой, а через некоторое время избавляется от неё. Таймер специально рассчитан так, чтобы жертва после себя оставляла только ценные металлы.
      видео: http://mkv25.net/dfma/movie-1808-perfectmagmatrap
      устройство: http://i576.photobucket.com/albums/ss208/kanddak/magmatrap.png

Идеи

Раз плюнуть

Страницы по теме

  • User:BaronW — The Almighty Dwarven Calculator
  • User:Jong — The first fully programmable digital Dwarven Computer
  • Gates User:SL/Logic Gates — These use mechanisms for connecting gates and devices and so forth, but fluid for logic. They’re built on top of a body of water, and require power (for a pump or two per gate).
  • User:Kyace/Adder — A full adder built using fluid logic, with a video of a rough prototype. Trivial to combine 8 of these to make a fluid device capable of adding two 8 bit numbers together.
  • User:Soundandfury#Logic_Gates — These have a water supply reservoir above and a drain below. The drained water can be pumped back to the supply reservoir.
  • User:Bidok — Animal logic with all gates, memory, repeater and counter. All powered by kittens.
  • User:LordOOTFD#Animal_Logic — Animal logic with fast complex gates, building upon Bidok’s kitten powered systems.
  • User:Hussell#Assorted_Devices — Fluid logic
  • User:Gammon — Fluid logic. Very detailed CMOS gates.
V · T · E
Предметы обстановки
Animal trap • Anvil • Armor stand • Bed • Blocks • Box (chest • coffer) • Bucket • Cabinet • Cage (aquarium • terrarium) • Coffin (casket • sarcophagus) • Restraint • Slab • Statue • Table • Throne (chair) • Weapon rack
Инструменты
Altar • Bookcase • Display (display case • pedestal) • Hive • Nest box
Контроль проходов
Bars • Bridge • Door (portal) • Floodgate • Grate • Hatch • Road • Window
Конструкции
Машины и части ловушек
Прочее
Связанные статьи
Источник — https://dfwk.ru/index.php?title=Computing&oldid=58571