概率邏輯閘基礎教程及基礎應用簡述 - 泰拉瑞亞電路教學

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在《泰拉瑞亞》中是存在著電路系統的，並與現實中的電路邏輯相同，所以值得好好研究一下。但不少玩家對於電路的瞭解是極少的，對於電路系統自然也是一頭霧水，今天小編就為大家帶來泰拉瑞亞中的基礎電路教學，一起來看看吧。

一.首先，概率邏輯閘是什麼?

我們都知道蒸汽朋克NPC售賣邏輯閘，在蒸汽朋克的售賣欄裡你可以看到一個叫做故障邏輯閘燈(faulty lamps),這就是構成概率邏輯閘的關鍵。

在任意六種正常的邏輯閘上面，放置一個故障邏輯閘燈(中間可以放置任意邏輯閘指示燈)，這個邏輯閘就會變為概率邏輯閘。如圖。

(不同的邏輯閘變為概率邏輯閘時，其底部邏輯閘樣子會不一樣，但功能和性質完全相同，其實樣子的不一樣只是用來標記原先的邏輯閘樣式)

概率邏輯閘的使用也很簡單，它分為三個部分：頂燈(故障邏輯閘燈)，邏輯閘指示燈，概率邏輯閘。改變指示燈的亮滅可以控制訊號輸出概率(見下面)。頂燈用於訊號輸入，開關、拉桿、壓力板等都要連線到這裡;而下面的邏輯閘則是用於訊號輸出，連線其他訊號接收物品，如雕像等。在頂燈和邏輯閘之間不需要有電線連線，只需要二者有各自的正確物品連線即可。(見下圖)

二.概率邏輯閘的性質1——概率

概率邏輯閘與普通的邏輯閘不一樣，顧名思義，它的訊號輸出是有概率的。

以概率邏輯閘往上數至第一個故障邏輯閘燈，這二者之間的邏輯閘指示燈會影響此概率邏輯閘的輸出概率(也就是第一個頂燈往上的指示燈和頂燈也就對概率邏輯閘的訊號輸出沒有影響了)。(如下圖)

具體則為：亮起的邏輯閘指示燈數量/總共的邏輯閘指示燈數量=邏輯閘訊號輸出的概率，例如：一個概率邏輯閘上面擺放了一個亮起的指示燈，1個熄滅的指示燈，最上面是頂燈，那麼這個概率邏輯閘訊號輸出的概率就是1/2。如圖：

當然，如果只有一個指示燈，那麼就可以很容易地推斷出：亮起時概率為100%，熄滅時為0%，這就可以用來表示是/否(0和1)

三.概率邏輯閘的性質2—延遲

邏輯閘能夠用來傳遞訊號，但它並不是瞬時傳輸訊號。為此，我們可以做一個小裝置來驗證這個結論：

首先看上列兩個裝置，拉動兩個開關，看起來時間差距並沒有，但我們將兩個裝置連起來，你將看到差距：

可以看到，我在下面接了一條藍線，如果下面的訊號傳輸比上面快的話，那麼藍線將會先於上面的紅線訊號傳輸，提前熄滅所連線的那個指示燈，上方的火把將不會熄滅。

拉開拉桿，我們發現，上方的火把沒有熄滅，這就證明下面的訊號傳輸比上面快。

這就說明了一點：在邏輯閘(概率邏輯閘)中的訊號傳輸是有延遲的，從頂燈輸入訊號到邏輯閘輸出訊號需要時間。(這個時間小於1tick，所以它的時間很短)

利用這個小小的邏輯閘延時，我們可以製作出一個傳送器中轉電路，在下圖的電路中，人物會從第一個傳送器開始依次傳到最後一個傳送器，但之間間隔的時間很短。

四.概率邏輯閘應用—簡單邏輯先後

運用概率邏輯閘的0%觸發概率和100%觸發概率(上面說過)，我們可以製造出需要有觸發順序才能成功發出訊號的裝置，如下圖：

你需要先拉下面的開關，亮起右面的指示燈，才能拉動上面的開關使火把亮起

你還可以做成需要三個開關才能使火把亮起的裝置，只要最後使最右面連線火把的邏輯閘燈亮起即可

當然，通過增加邏輯閘指示燈數量，你甚至可以造出需要先後拉動100個開關才能使火把亮起的裝置，這就需要你自己去嘗試啦

五.一次性電路

我們知道，當邏輯閘上面的指示燈滿足該邏輯閘的條件時，邏輯閘就會輸出訊號，那麼讓邏輯閘的訊號返回來熄滅指示燈會發生什麼呢?

我們可以發現，指示燈被熄滅了，但是邏輯閘發出了一陣煙霧。這就是邏輯閘煙霧，這種現象也叫做爆門(不過因為本帖是專門講述概率邏輯閘的，加之在大量使用爆門的情況下，想要理清邏輯比較困難，所以在此不講述爆門)

我們也可以將其應用到概率邏輯閘上：

如圖(兩個邏輯閘指示燈都為亮起狀態)，拉動開關後，兩個指示燈都會被熄滅，這樣子無論再怎麼拉動拉桿都無法再次輸出訊號了，這樣它就成為了一個一次性電路。

一次性概率邏輯閘電路的構造原理：只要從頂燈輸入訊號後，所有邏輯閘指示燈均變為熄滅狀態，即可達到一次性電路效果。

六.降頻電路

拉一次開關使邏輯閘發出訊號很容易，可是要是兩次呢?四次呢?

如果不用邏輯閘的話，我們可以使用下列這個裝置來達到這個效果：

第一次：陷阱發射，但方塊被實化(初始狀態為虛化)，所以無法啟用壓力板發出訊號。

第二次：陷阱發射，方塊被虛化，陷阱觸發壓力板發出訊號熄滅火把。

那麼用概率邏輯閘如何實現這個效果呢?

很簡單，我們把陷阱想成頂燈，方塊想成邏輯閘指示燈，壓力板想成概率邏輯閘，這樣子我們就能夠造出一個拉動兩次輸出一次的電路了。這種電路也被稱為—降頻電路(如圖)

它的工作方式是什麼呢?我們來分析一下這個電路的工作方式，以上面的這個2倍降頻電路為例。(記住電路的初始狀態，如上圖，你擺放時也要這樣注意邏輯閘指示燈的亮滅)

(我把第一個邏輯閘簡寫為1，第二個簡寫為2)

第一次：2滅

第二次：2亮，輸出訊號

第三次：2滅

第四次：2亮，輸出訊號

......以此類推

按照這樣的方法，我們可以任意擴大電路規模

說明：每聯一個概率邏輯閘(是電線連到指示燈的邏輯閘才算，沒聯到的不算，例如1就不算，2、3、4才算)，最終輸出的頻率就降低為原先的1/2(依最終輸出端所連線的邏輯閘而定)，計算概率的方式為：頻率=原始輸入電路的訊號頻率*1/2^從第一個有效的概率邏輯閘算起到輸出端的邏輯閘數量

拿上圖舉例：輸入的訊號頻率為60次/s，那麼第二個火把接收到的訊號頻率就是60* 1/2^3=7.5次/s

七.遞次電路

我們學會了如何使用邏輯閘降低頻率，那麼如何使用邏輯閘來達到遞次(依次)的目的呢?

首先，我們的目的是遞次，也就是將相同的狀態依次傳遞。達到這個目的很簡單，只需要每次啟用，邏輯閘將自己的燈的狀態傳遞到下一個邏輯閘那裡即可，如下圖：

(拉動開關後，第一個邏輯閘熄滅自己的指示燈，同時點亮第二個邏輯閘的指示燈，這就可以看做一次狀態傳遞)

以此類推，我們可以將這個裝置無限延長(下圖為四個)，所需要注意的是，為了讓迴圈一直進行，需要將最後一個門的指示燈與第一個門的指示燈連線，如圖：

遞次電路的工作過程(以上方電路為例，從左到右邏輯閘依次為1、2、3、4)：

第一次：1輸出同時2亮，1滅

第二次：2輸出同時3亮，2滅

第三次：3輸出同時4亮，3滅

第四次：4輸出同時1亮，4滅

說明：擺放多少邏輯閘，一個迴圈就是輸入端輸入幾次訊號。它也可以作為降低頻率的裝置，連線其中任意一個輸出端(邏輯閘)，輸出的頻率就為：輸入端頻率* 1/邏輯閘個數

此外，遞次電路還可以與降頻電路共同應用，可以達到降低任意倍數頻率的效果(其實單用遞次也可以，就是電路規模要造很大)。如下圖，如果連線下面遞次電路中的一個邏輯閘，頻率就會被降低為原來的1/8

八.復位電路

當我們使用邏輯閘電路的時候，如果你不知道你的邏輯閘電路處在什麼樣的狀態下，那就比較麻煩了，這時候你就需要用到復位電路來恢復你的電路到初始狀態。

如下圖：這是一個最基本的概率邏輯閘一次性電路，拉動開關火把熄滅。那麼我們如何來記錄它的狀態呢?

我們只需要再接一個概率邏輯閘，使上方邏輯閘熄滅火把的同時觸發下面邏輯閘的指示燈，這樣子上面的狀態就會被轉移到下面去了，那麼如何把這個狀態復位回上面的邏輯閘呢?

我們只需要像下圖這樣連線，這樣拉動下面的開關，下方的邏輯閘會把狀態傳遞迴上面(包括火把的狀態，如果你不想全部復位的話，你可以將連線火把的電線換一個顏色，只復位邏輯閘)，同時下面的邏輯閘也會自己回覆到初始的關閉狀態。

將這樣的單個復位部件組合起來，便是一個完整的復位電路，它可以用來複位遞次或者降頻等電路：

九.隨機電路

我們已經知道了概率邏輯閘的訊號輸出是有概率的，但是這僅僅體現在一個輸出端上，我們如何讓概率邏輯閘在多個邏輯閘輸出端上都達到隨機呢?這就是隨機電路(以下用1/6的隨機電路舉例)

看下面的六個概率邏輯閘，它們的輸出概率分別為：1/6,1/5,1/4,1/3,1/2,1。我們怎樣將它們連線起來並達到1/6的隨機輸出概率呢?

看下圖，我們只需要將這六個邏輯閘連線起來，並使每次訊號都能夠依次經過這六個邏輯閘即可。不要在意上面的六個與門，那只是用來進行訊號的不間斷傳遞，否則一次輸入訊號只能對第一個邏輯閘起作用(電路上面與門的工作方式：第一個邏輯閘接收訊號，上面的指示燈改變狀態使第一個邏輯閘向第二個邏輯閘發出訊號，以此類推直到第六個)