问题

人类制造的最不可思议的机器有哪些?

回答
要说人类造出最“不可思议”的机器,这就像在问“最亮的星星是哪颗”一样,答案会随着时间、视角和评判标准而变化。但有些机器,它们的设计之巧妙、功能之强大、对人类文明进程之深远,确实足以让我们惊叹,甚至用“不可思议”来形容。我脑子里立刻就跳出了几个候选,想和你们好好聊聊。

1. 阿波罗计划的土星五号(Saturn V)运载火箭:飞向月球的钢铁巨兽

你见过它有多大吗?光是第一级火箭就高约68米,直径10米。整个火箭,从底部到顶部,足足有111米高,比自由女神像还要高!它最开始是为了把118吨的载荷送入近地轨道而设计的,但它的真正壮举在于,它能将20多吨的航天器送往月球。

想象一下,在发射架上,这枚火箭就好像一头蓄势待发的钢铁巨兽,数百万磅的推力从引擎喷涌而出,伴随着震耳欲聋的轰鸣和遮天蔽日的烟尘,它能够克服地球巨大的引力,把人类送往另一个星球。这不仅仅是物理学和工程学的胜利,更是人类勇气和探索精神的极致体现。想想看,在那个年代,还没有今天的先进计算机和材料科学,工程师们是如何将如此庞大的能量如此精确地控制起来,将宇航员安全地送往月球,又安全地带回地球的?这过程中的每一个计算、每一个焊接、每一个测试,都凝聚着无数人的智慧和汗水。土星五号就像是一部写满了大胆设想和精密执行的史诗。

2. 大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC):宇宙最微小的秘密侦探

如果说土星五号是把人类送向太空的宏伟机器,那LHC就是把人类的视野拉向了宇宙最最微观的层面。它位于瑞士和法国边境地下约100米处,周长足足有27公里。想象一下一个巨大的环形隧道,里面被抽成了接近真空的超高真空,然后在那里面,两束质子或者重离子以接近光速的速度相互碰撞。

这听起来很简单,但其中的“不可思议”在于它的精确度和能量级别。它能够将粒子加速到前所未有的能量,模拟宇宙大爆炸后瞬间的情形,从而“创造”出那些我们肉眼无法看见,甚至无法想象的粒子。通过分析这些碰撞产生的大量数据,科学家们得以验证希格斯玻色子是否存在,探索暗物质和暗能量的奥秘,甚至试图理解宇宙的起源和基本规律。

LHC的建造和运行,是人类集体智慧的巅峰之作。它集合了全世界最顶尖的物理学家、工程师和技术人员,动用了最尖端的超导磁体技术来约束高速粒子束,以及最复杂、最灵敏的探测器来捕捉那些转瞬即逝的碰撞痕迹。它更像是一个超级显微镜,但它的“镜头”不是聚焦于光线,而是聚焦于基本粒子之间的相互作用,让我们得以窥探物质最深层的构成。每一次成功运行,都像是在解开宇宙古老的谜题。

3. 万维网(World Wide Web, WWW):连接世界的无形网络

虽然我们可能不会把它当作一台“机器”来理解,但从某种意义上说,万维网无疑是人类创造的最不可思议的“信息处理与传播机器”。它不是由钢铁和电路组成,而是由无数的服务器、路由器、光纤电缆和我们手中的设备共同构建的,更重要的是,它由一种看不见的协议和人类的互动维系着。

想想看,在万维网出现之前,信息的获取和传播是多么缓慢和受限。而如今,通过一个简单的点击,我们就可以访问全球任何角落的信息,与远在万里之外的人进行即时交流,学习任何想学的知识,观看任何想看的视频。这已经渗透到了我们生活的方方面面,甚至改变了我们思考和沟通的方式。

蒂姆·伯纳斯李爵士最初构想万维网,是为了方便科学家们之间的信息共享。但谁能想到,它会发展成今天这个模样,成为一个连接全球数十亿人的巨大信息生态系统?它没有中心,却又无处不在。它的力量在于它的去中心化、开放性和可扩展性。它本身就是一个巨大的“机器”,不断地通过每一次链接、每一次搜索、每一次上传而运转,并且还在不断地自我进化。它的“不可思议”之处在于,它赋予了人类前所未有的信息连接能力,重塑了我们的社会结构和文化形态。

思考的另一面:不可思议的模糊性

其实,当我们谈论“不可思议的机器”时,我们也在考验自己的想象力。很多我们今天习以为常的技术,在它们出现的初期,同样也曾是“不可思议”的。比如收音机、飞机、计算机,甚至是一台简单的缝纫机,在它们诞生的时代,都曾是颠覆性的存在。

也许,最不可思议的机器,并不仅仅是那些体积庞大、能量惊人、科技尖端的设备。有时候,它可能是一件能够极大地解放人类劳动、提升生活品质的小物件;又或者,是一套能够优化社会运转的算法和系统。它们“不可思议”,是因为它们超越了当时的认知边界,以一种我们之前难以想象的方式,改变了世界。

所以,在你看来,还有哪些机器能够配得上“不可思议”的称号呢?也许是那些深藏在基因编辑实验室里的工具,又或者是那些正在探索宇宙奥秘的望远镜和探测器。人类的创造力,总是这样不断地挑战着“不可思议”的定义。

网友意见

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https://www.zhihu.com/video/1092823654840311808

人类终于开始对西瓜下手了!

https://www.zhihu.com/video/1092824219129376768

还有西红柿!

https://www.zhihu.com/video/1092824371336503296

还有葡萄!


https://www.zhihu.com/video/1092837754014076928

还有土豆!

https://www.zhihu.com/video/1092838073863311360

最后自动抖音(樱)机!哈哈!


没有什么是德国机器干不了的!


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先占个坑有空补上,多图流量党慎入,本文以及图片转自天涯论坛 ,链接本文在最后。

工业,是人类文明进步的结晶;工业,是一个国家硬实力的象征;工业,是战争潜力的决定因素......用众多的图片,真实的资料来盘点当今世界最尖端的工业科技......

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  NO.1--欧洲大型强子对撞机

  制造(商、团体):西门子(德国),费米实验室(美国),多国科学家(美、欧、中的科学家联合组装)

费米实验室提供——超导低温磁铁

西门子提供——粒子加速器,安全系统,自动化技术与检测控制系统。由多国科学家进行总装建造。

  制造过程(背景):欧洲大型强子对撞机建造过程中,费米实验室为其提供超导低温磁铁,用于超低温与强磁实验。西门子为其提供粒子加速器,安全系统,自动化与检测控制系统,保证了实验的精确性与安全性,同时解决了质子运动方向与超导磁铁安全冷却的难题。不管费米实验室与西门子提供的装置如何先进,最终还是要多国科学家联合组装。

  上榜理由:欧洲大型强子对撞机是人类制造的最复杂的装置,它能模拟“迷你版”宇宙大爆炸!在这台装置里,展现了最先进的材料——费米实验室超导低温磁铁,与最先进的电子、自动化与传感技术——西门子的粒子加速器、自动化与检测控制系统。

  (更详细资料请看:

gongkong.com/webpage/so

NO.2--“好奇号”火星探测器

  制造(商、团体):NASA(美国),西门子(德国)

西门子PLM智能软件为NASA设计的“好奇号”。

NASA根据PLM提供的精确模拟设计,组装建造了“好奇号”

  制造过程(背景):“好奇号”这个人类最复杂的太空探测器,可谓是虚拟到现实相融合的过程。西门子为NASA提供了PLM智能软件,覆盖了“好奇号”的研发与测试整个过程。例如“空中起落机”,降落火星等都是在软件上千次的模拟试验下,为其成功大大提升了可能性!“好奇号”可谓是虚拟与现实相结合的高科技。

  上榜理由:“好奇号”,代表人类最尖端的航天项目,把虚拟与现实相融合!同时NASA与西门子的联合建造,也为重大项目合作开辟了道路!

  (更多资料请看:

未来之窗 - 研究与创新在西门子

西门子帮助美国国家航空航天局开创太空探索新纪元

,视频:

Siemens PLM Software助力“好奇号”

NO.3--超级火箭“土星5号”

  制造(商、团体):冯·布劳恩(德国科学家),NASA(美国)

土星5号超级火箭从组装到发射的震撼

  制造过程(背景):土星5号超级火箭重达三千多吨,是人类史上最大的火箭。整个过程的开发与设计由冯·布劳恩这位天才科学家完成。土星5号的动力至今无人超越,就是它把美国送上月球。

  上榜理由:土星5号,是时代的逆天产物,它是人类火箭水平的最高体现!不知未来是否会有超越它的巨型火箭!

NO.4--超级客机“A380”与“787”

  制造(商、企业):空中客车(法国,德国,英国)——A380,波音(美国)——787

空客A380从组装到试飞

波音787从组装到试飞

  制造过程(背景):空客为了打破波音的巨型飞机的垄断局面,研制了A380这个空中巨无霸。波音787是波音最先进的客机,它用50%以上的新材料组成,更省油。

  上榜理由:A380与787,都代表了未来客机的发展方向,它们是人类智慧的结晶。

NO.5--超级动力装置——SGT5-8000H超级重燃气轮机与GE90-115B超级航空发动机

  制造(商、团体):西门子——SGT5-8000H超级重燃气轮机(世界最大),通用电气——GE90-115B超级航空发动机(世界最大)

西门子SGT5-8000H超级重燃气轮机从组装到试验

通用电气GE90-115B超级航空发动机从组装到试验

  制造过程(背景):重燃气轮机与航空发动机,是世界公认最难造的机械。一个被誉为“制造业皇冠上的明珠”,一个被誉为工业之花。SGT5-8000H超级重燃气轮机,燃烧温度高达1500度以上,涡轮叶片旋转时离心力为地球引力的一万倍。它的单轴输出功率(不连接蒸汽轮机与发电机)为375MW(兆瓦)。375兆瓦有多大?(“尼米兹”号航母的功率为194MV)。GE90-115B超级航空发动机,其推理高达547千牛,功率密度大得惊人,就是这种超级航空发动机把笨重的波音777推上蓝天,可见动力之强劲。它采用高流量涡轮叶片,更省油,动力更强!

  上榜理由:它们都是象征一个国家工业水平的标志,涉及机械、电子、信息、传感与工程的众多高科技融合!

  (更多资料请看

燃气轮机:“皇冠明珠”究竟有多亮

未来之窗 - 研究与创新在西门子

NO.6--超级水电站

  制造(商、团体):国家电网(中国),哈电(中国),东方机电(中国)

三峡超级发电机与大坝的美景

  制造过程(背景):三峡超级水电站,是我国自行建造的超级发电站,里面有世界最大的水轮机与发电机均为自行研制。期工程让世界瞩。

  上榜理由:世界上最大的发电机与水轮机研制成功,标志着我国重工业达到世界先进水平!

  NO.7--空中白鸟——“协和”超音速客机与图144超音速客机

  制造(商、团体):劳斯莱斯(英国)、法航(法国)——“协和”超音速客机,图波列夫设计局(苏联)——图144超音速客机

美丽的超音速客机——协和

长有耳朵的超音速客机——图144

  制造过程(背景):它们,速度可达到两千公里每小时,日落时可以追上太阳,是人类的超音速旅行之梦。协和与图144均使用了先进的航天技术!

  上榜理由:它们,是人类艺术与科技相融合的成果。

NO.8--超级飞船——航天飞机

  制造(商、团体):NASA(美国)——哥伦比亚号,挑战者号,发现号,亚特兰蒂斯号,奋进号航天飞机,米高扬设计局(苏联,现属俄罗斯)——暴风雪号

NASA的航天飞机,最后被波音747背回“老家”的博物馆,彻底退出舞台。

苏联暴风雪号航天飞机,结局也是被安-225背回老家存放。

  制造过程(背景):美苏太空争霸,都想在太空中掌握控制权。看着美国航天飞机的成功,苏联也不甘落后。航天飞机运输量大,平稳,具有高战略意义。

  上榜理由:航天飞机,搭载着人类征服太空的梦想。虽然它们退出舞台,但人类脚步不会终止!

 NO.9--超级铁路——青藏铁路

  制造(商、团体):勘察设计院(中国)

制造过程(背景):在世界最高处建铁路,欧美认为不可能,但中国却做到了!青藏铁路是世界海拔最高,冻土最多,生态最好的工程,代表着工程的高科技!

  上榜理由:青藏铁路把西方人眼中的不可能变成现实,是民族智慧与毅力的展示

NO.10--陆地巨兽——克虏伯挖掘机,NASA爬行者号发射车

  制造(商、团体):克虏伯(德国)——超级巨型挖掘机,NASA(美国)——爬行者号发射车

昔日“军火大王”克虏伯重达一万四千吨的超级挖掘机

NASA爬行者号移动发射车,重达八千多吨

  制造过程(背景)克虏伯超级挖掘机,是当今世界最大的陆地机械,每天可挖24万立方米的硬岩与泥土,是昔日“军火大王”克虏伯巨型机械的巅峰之作。爬行车有八千吨,可用于火箭与航天飞机的发射,还能爬行。

  上榜理由:巨型机械充满了工业的性,有种变形金刚的味道!

 NO.11--水中巨兽——潜艇

  制造(商、团体):通用动力(美国)、通用电气(美国)——俄亥俄级核潜艇,红宝石设计局(俄罗斯)——北风之神级核潜艇,渤海船舶重工(中国)——096型核潜艇,BAE(英国)——机敏级核潜艇,克虏伯海事系统(德国)、西门子(德国)——海豚级AIP潜艇(可发射核导弹,具有二次核打击能力)

俄亥俄级核潜艇由通用动力与通用电气制造,其核动力系统由通用电气提供。

 北风之神级核潜艇由红宝石设计局建造,是第四代核潜艇

  096型核潜艇是我国新型核潜艇,由渤海船舶重工建造

机敏级核潜艇由BAE建造,是英国号称“世界最先进”的核潜艇

 海豚级AIP潜艇,由克虏伯海事系统与西门子制造,其中西门子提供动力系统,声纳设备与控制系统。海豚级AIP潜艇是当今世界唯一能发射核导弹,具有二次核打击威慑的常规潜艇,堪称常规潜艇的巅峰之作!是以色列的二次核打击能力的保障。

  (关于海豚级潜艇核打击能力资料:

以色列向德国订购6艘潜艇 将在其中3艘安装核弹

德国确认将向以色列出售第6艘潜艇 可携带核弹头(图)-搜狐滚动

以色列准备接收第四艘有核能力的“海豚”级潜艇

  制造过程(背景):核潜艇是核威慑的重要组成部分,是核力量的标志!美,俄,中,英等国的核潜艇可谓各显神通。而德国为以色列制造可发射核武器的常规潜艇,是常规潜艇科技的巅峰之作!

  上榜理由:潜艇,这一水中巨兽,可谓是尖端科技的综合。

 NO.12--地球最大人造机器——航母

  制造(商、企业):新港纽斯造船厂(美国)——尼米兹级核动力航母(世界最大),海军造船厂(法国)——“戴高乐”号航母,涅夫斯基工程设计局(苏联)——“库兹涅佐夫元帅号”常规动力航母,大连造船厂(中国)——“辽宁”号常规动力航母,罗赛斯造船厂(英国)——伊丽莎白女王级常规动力航母

 尼米兹级核动力航母排水量超过10万吨,是世界最大的航母。(09年数据,现在好像是福特级航母)

“戴高乐”号核动力航母,是除美国外的唯一核动力航母

库兹涅佐夫元帅号常规动力航母是俄罗斯唯一的航母,也是俄战机出海的唯一工具。

辽宁舰是中国第一艘航母,也是中国迈向海军大国的标志。(这个答主有幸亲自上去过,在青岛停留时,前去探亲顺便登上了辽宁舰)

伊丽莎白女王级航母排水量6万吨,全电力推进,是世界第一艘电力推进航母。它承担着重造英国海军地位的重担。

  制造过程(背景):航母是海军大国的象征,在今天它的地位极其重要.......

  上榜理由:人类制造的最大机器,是海洋军事力量的象征。

NO.13--超级轰炸机——远程战略轰炸机

  制造(商、团体):图波列夫(苏联)——图160战略轰炸机,诺思罗普(美国)——B2隐形战略轰炸机

图-160战略轰炸机是目前世界最大的战略轰炸机,曾创下不间断地飞行了23小时,飞行距离将近1.8万公里的世界纪录。

B2战略轰炸机是世界唯一的隐形远程轰炸机,能在第一时间深入敌人腹地进行空袭。

  制造过程(背景):他们都是冷战的产物,神秘而强大。它们是只有超级大国才有的空中量。

  上榜理由:远程战略轰炸机,空中核打击的核心部分。是军事高科技的组合体,不折不扣的空中核弹库!

 NO.--机器人

  由于发展历程与作用的不同,现在机器人发展形成了以日本为首的“娱乐与家政”机器人,以德国美国为首的“工业、太空、军事”机器人。

  “娱乐与家政”机器人(举例盘点):

   日本美女机器人,不但走路婀娜多姿,而且还会显露出女人娇羞诱人的神态。(资料链接:ttp://gb.cri.cn/3821/2006/08/

日本美女机器人“HRP-4”,可以细腻地模仿出人类歌手丰富的面部表情,可模仿人类唱歌跳舞。(资料链接:

日本造仿真美女机器人会唱歌跳舞(图)_科学探索

日本仿真美女机器人,能变动模仿人类微笑,咧嘴大笑和皱眉头。(资料链接:

tianjinwe.com/rollnews/

日本家政机器人ASIMO,能递茶送水,能唱歌跳舞。(资料链接:

组图:机器人ASIMO带领观众一起跳舞

  “工业、太空、军事”机器人(举例盘点):

 德国库卡(KUKA)工业机器人的自动化生产

美国NASA与德国DLR的太空机器人,都采用轮子式移动方式,能进行远距离的操控,在恶劣的太空环境下执行各种任务。(资料链接:

发现号开始绝唱之旅 人类首个太空机器人升空

欧洲“贾斯汀”机器人 未来抵达太空操作实验


美国的“大狗”军用运输机器人与“蜂鸟”侦察机器人,可用于军事的运输与侦察任务。(资料链接:

美国将派“大狗”机器人增兵阿富汗(图)-搜狐新闻

1+1大于2!美国研发百眼蜂鸟和搜救蛇犬

  上榜理由:机器人是集电子与传感的高科技。“娱乐、家政”机器人与“工业、太空、军事”机器人功能、用途都不相同,代表着未来机器人发展的两条不同路线,未来值得期待!

NO.15----蓝天的鹰——高空长距离无人机

  世界的无人机有很多,盘点那些具有代表性的无人机:

  制造(商、团体):诺斯罗普·格鲁曼(美国)——“全球鹰”无人侦察机,诺斯罗普·格鲁曼(美国)、EADS(德国分公司)——“欧洲鹰”无人侦察机,莱茵金属(德国)——X1复合式无人机,通用原子(美国)——“捕食者”无人机,中航工业(中国)——“翼龙”无人机。

《待续》






原文《用图片带你领略当今震撼人心的工业之美》作者@土星五号火箭

用图片带你领略人类当今震撼人心的工业之美(精彩震撼,不顶遗憾)
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其实在由发条驱动机械的时代,人类也发明了很多逆天的黑科技啊~
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1770年代,瑞士最古老的钟表品牌之一 Jaquet Droz(雅克德罗)所创造的极其复杂的机械娃娃。这些精密的机械由发条驱动,可以画画和写字。尤其是写字娃娃,极为惊人,会蘸墨水,会换行,背后的转盘可以控制其书写不同的字母,可以组合成任何句子,具备了一定的“编程”的概念。240年后这些古老的机械仍可以正常工作。(动图见:weibo.com/3931672306/B1


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现藏故宫博物院的“铜镀金写字人钟”。该钟高2.31米,为英国的Williamson专为清宫制作(也有人说写字机械部分为雅克德罗制造)。底层的写字人,可以用毛笔书写“八方向化,九土来王”八个汉字。(动图见:weibo.com/3931672306/B5

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1800年代的“黄金珐琅唱歌小鸟手枪”,由发条驱动,唯一的功能就是“开个玩笑”...击发时,枪口会跳出一只唱歌小鸟,动作极其逼真,堪比好莱坞机械模偶。想要?这玩意曾在香港佳士得拍出580万美元...(动图见:weibo.com/3931672306/B6

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既然提到了“好莱坞机械模偶”,不得不说这玩意也是人类制造的最不可思议的机械之一。

多数情况下电影中使用高品质的CG特效创建奇异的角色,CG特效的高昂成本使得使用机械工艺的特效角色也发展成为一种广泛采用的技术,机械角色成本高昂但有着不可代替的逼真效果,而好莱坞电影工业中机械工程的技术高度也令人震惊。来看看好莱坞机械角色大师Gustav Hoegen作品~
引自:weibo.com/3931672306/Ay

你一定想象不到这些电影中的特效画面居然不是CGI,而是用机械模偶拍摄的!

Gustav Hoegen 2012 动画科技短片 http://v.youku.com/v_show/id_XNDY4MDYxMTgw.html


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手表品牌 Christophe Claret 推出的POKER表。爆点在于,以机械方式实现了三人同玩德州扑克的游戏功能,机芯带有可以带动52张牌的传动装置,翻牌、转牌和河牌时还可以响铃。价值140万人民币...嗯,可以想像三个高富帅蹲在一起抠一块表的场面…
引自:weibo.com/3931672306/AB


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小时侯我觉得人类制造的最不可思议的机械是这个:

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2015-05-19更新


动手做加法器的另一种途径: 我的世界(Minecraft)中可以堆砌出“与或非”门,掌握方法后之后只要将其按照下文中的门级电路图排列,就能得出加法器,有兴趣的同学可以尝试一下。


以下提供一张游戏中的图片供大家参考:

这是一个或门:


---------------------------------以下为原答案---------------------------------------------------------------------------

果断计算器啊,按按键答案就出来了,应该够神奇吧。

看到@李晨旸的答案有辣么多赞,我也来补充一下计算器的原理,和如何动手做一个自己的计算器。


下面讲加法计算器:

先讲怎么做:


核心步骤:

1.将加法转化为与或非逻辑公式

2.基于与或非逻辑公式画出门级图

3.制造出与或非元件

4.将其按照门级图排列出逻辑公式

即可得到加法器。


1.半加器与或非逻辑公式公式(对应步骤1):

C=A*B


2.半加器门级图对应步骤2):


该图等效为:

3.与或非门的购买对应步骤3):

非门:


与门:


或门:


与或非门可组合成所有我们需要的逻辑门,在半加器中我们需要用到的与非门即可由与门和非门组合得到,或者我们也可以选择 直!接!购!买!

与非门:


4.原价组装(对应步骤4):到了这里,制造半加器的基本流程就完成了,按照半加器门级图将原件连接起来,我们就可以得到自己的半加器了,它可以实现1位二进制加法。



以下讲加法器原理及所用原件的内部构造 :

---------------------------------------------------------------------我是分割线-------------------------------------------

加法器的原理:

先回顾一下上面讲的核心步骤:


步骤 对应的知识点

1.将加法转化为与或非逻辑公式 二进制加法 真值表 与或非逻辑公式

2.画出门级图 基本逻辑预算

3.制造出与或非元件 MOS管的性质

4.将其按照门级图排列出逻辑公式


1. 二进制及运算规则(知道二进制的同学可以直接跳到2.真值表去看)


什么是二进制?


在生活中我们计算通常采用十进制法则,也就是1+1=2,10+10=20这种。而计算器则依据着二进制。什么是二进制呢?在10进制中每一位有0到9共10种数字,个位表示1(10的0次方)的n倍,十位表示10(10的1次方)的n倍,因而24也可以写为4*1 + 2*10。而在二进制中每一位只有0和1两种选择,且第一位表示1(2的0次方)的n倍,第二位表示2(2的1次方)的n倍,第三位4(2的2次方)的n倍.....


举个例子: 二进制111 等效为1*4+1*2+1*1,转化为10进制等于7。


为什么要选用二进制而不是10进制?


灯泡亮为1,灭为0,则灯泡的亮与灭就表现出了二进制规则一位中所有的变化。如果是10进制,一位有0.1.2.3.4.5.6.7.8.9 共十种变化,用灯泡表示就要用0/10 亮,1/10亮,2/10亮...9/10亮来对应0到9,对于这种亮度我们既不容易产生(一个开关肯定不够了,至少得用滑动变阻器控制亮度吧)也不容易观测(4/10亮和5/10亮看起来也没啥区别嘛),对抗干扰的能力就更渣了(来点小扰动,4/10亮就变成5/10亮了→_→)。再看看二进制开关闭合,5伏电压加给灯泡,亮,对应1。开关断开,灯灭,对应0。即容易控制(就是开关一下开关咯)也容易检测(亮和灭还是很明显的吧),抗干扰能力也更强(就算5伏变成4.5伏,也还是能轻易与灭区分开嘛)。由于以上优点,计算机中引入了二进制规则。


如何制造开关?


在硅片上我们通常利用MOS管的特性来实现开关功能,与日常中大家所见到的机械开关不同,MOS管开关不仅速度快,也更加可靠,最逆天的是制造一个MOS管所占用的硅片的面积出奇的小,大家听到的超大规模集成电路,1个指甲盖大小的芯片上有数十亿个那啥,一般说的就是MOS管这货了(可能有少量是BJT),由于MOS管实在是太好用了,在芯片中我们也会拿它来当大电阻用(或者说开关也可以等效看做一个电阻)。


二进制的计算规则?


在学习二进制加法前我们先温习一下10进制的1位加法,也就是10以内的加法

一位加数5加上被加数6,结果个位是1且产生一个进位数1(表明十位也是1),所以答案是11。这里需要注意的是加数,被加数是一位,但结果可能是两位数,这一点很重要,之后会用到。

现在我们引入二进制,看看计算变成了什么样子

十进制: 1+1=2;

二进制 1=01,;则1+1(10进制) 成为 1 (这里的1表示二进制中的1)

+ 1

= 10

检查一下答案: 二进制中 10=1*2+0*1=2, 真的是2!


2. 真值表


10进制中有乘法口诀,在了解了二进制的规则以后,我们穷举一下个位数的加法,也搞一个自己的加法口诀。看图:


这个表就是半加器中的加法表,我们有叫它真值表(是不是有些眼熟?朝上看看,这就是这章节的标题哦)。接下来解释一下这表:A表示加数,B表示被加数,C 表示进位数, S表示加和。

什么是进位数呢?

来看一个10进制的例子, 5

+ 7

= 12

个位5+7 的时候朝10位进了个1,这个1就是进位数C,个位上的2则是加和S。


3.由真值表得到逻辑表达式


理解了真值表后,是时候总结一下规律得出我们的加法口诀(逻辑表达式)了。

原理:将真值表中函数值等于1的变量组合选出来;对于每一个组合,凡取值为1的变量写成原变量,取值为0的变量写成反变量,各变量相乘后得到一个乘积项;最后,把各个组合对应的乘积项相加,就得到了相应的逻辑表达式.

根据2中的真值表,

C为1时A为1,B为1,则:

C=A*B

S为1时A,B为0,1或者1,0。则:



3.基本逻辑运算(将真值表转化为门级图)


(图一)


常用逻辑公式:


( 图二)


C=A*B


或门: A+B


与非门:

与门: A*B


因此图一等效为:


与或非元件的内部构造:(与或非门的实现有许多种方式,以下为基于简单易懂的原则选择的原理图,工业中一般运用CMOS实现)



非门(这里选用NMOS反相器):


mos管长啥样:


与门(选用二极管实现):


二极管长啥样:


或门(选用二极管实现):


与非门(选用CMOS实现):


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// 有(看)时(心)间(情)更新全加器,并联全加器可得到任意位数加法器,减法器与加法器原理相同,乘除基于加减。

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全加器设计流程和半加器一样,真值表 → 逻辑表达式 → 门级电路 这三大步,之后根据门级电路摆电子元件就能愉快的出成果了。下面直接上结论:

全加器门级图:

每个全加器完成1位加法运算,我们至于要将一个全加器的高位进位Co与另外一个的低位进位Ci连起来就可以得到2位加法器,同理可以无限扩展下去...

如图:

4个全家器得到4位加法器。A3A2A1A0是加数,B3B2B1B0是被加数,C4D3D2D1D0是和,如果有进位C4就是1(如5000+6000=11000)。

以上加法器就完结了,有兴趣的同学可以再去看看<译码器>,利用译码器我们就可以把原有的2进制结果译出来,接上数码管就可以得到有显示屏的加法器了,<译码器>和<半加器>一样都属于组合逻辑,看明白了<半加器>,<译码器>也就手到擒来了。

《数字电路》一共八章,全日制大学生排的是一整个学期的课,而加法器就涉及到了前四章的大部分知识。在原理正确的大前提下,我尽力压缩内容,将最核心的部分展示出来,让大家既能方便的阅读,也能对逻辑流程有一个较全面的认识。但需要注意的是:在实际的生产生活中,我们并不是直接采用以上的技术,而是基于以上的原理,经过改进之后的成果。

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和唐打虎的故事一样,充分展现人类“险恶”用心的全自动泥鳅处理器,其实是 ”泥鳅剖腹机“:

其实是一个有六根柱子和一个小孔的不锈钢盆:



于是泥鳅就会想方设法绕过障碍,六根柱子可以让泥鳅调整到腹部朝下钻进了小孔。在泥鳅被洗白白的同时,小孔之后,下方其实有利刀,泥鳅被直接剖腹。



感觉很像很多人的人生,苦心孤诣拼命钻营,看上去钻过了极点就前途一片光明了,

然而,

然而。

以下是一分钟的视频,不算太血腥。

原来的bilibili的视频被删除了,换一个新的,谢谢@向杨 提供的新链接

我国民营企业研发的“全自动泥鳅处理器”…_微博头条

----------评论区同类问题循环又来了----------

1. 人类设计这种杀戮机器,真残忍。

2. 楼上真矫情,杀别的生物就不残忍了吗?

3. 更残忍的招数多了去了,比如oo,比如xx,哪怎么杀呢?各位别吃肉啊!别吃草啊!

4. 杀没问题,但君子远庖厨,何况是这种精心设计的诱杀:他是这么努力的去绕柱子,以为看到了出口就挺进去,结果却是早就埋伏好的利刃,以及之前努力绕的柱子都是死亡的伏笔~~

还有这个:钻逼的时候就不残忍了?! 23333~~


各位觉得自己是泥鳅,还是这机器,还是吃泥鳅的人?要不要用无知之幕?

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