在计算机中，二进制数是以补码的形式进行运算的。

这样做的目的，是为了用统一的方式，来进行有符号数的加减法运算，使得硬件复杂度最小化。

关于补码的运算规则比较复杂，这里不多展开。

江寒首先要实现的，是最简单的“半加器”。

其功能十分简单，就是实现两个二进制位的加法。

之所以叫“半加器”，是因为输入只有两个，不考虑其他运算产生的进位。

它的两个输入位，只允许传入两个1位的二进制数：1或者0。

输出的运算结果，也有两个二进制位。

一个叫SUM位，表示“和”；另一个则是Carry位，保存着“进位”信息。

比如……

输入：1，1】，则输出1，0】

输入：1，0】，则输出0，1】

输入：0，1】，则输出0，1】

输入：0，0】，则输出0，0】

输出中，前面的是Carry位，后面的是SUM位。

如果单看SUM位的取值，这不就是把输入进行了XOR异或运算的结果吗？

再看Carry位，它的取值也很有规律，就是个AND与逻辑。

没错，就是这么简单。

只要将一个“异或门”，并联上一个“与门”，一只半加器就做成了。

做好了这只半加器后，江寒又将其改造了一下。

为了缩减工艺难度，统一基本元器件的种类，可以只用“与非门”，去实现所有的逻辑运算。

江寒很快就完成了这个计划。

毕竟一只“半加器”的构造，实在很简单。

当然，这里也可以使用“异或门”或其他什么门，效果都差不太多，没什么本质的区别。

江寒试着将这只半加器扔进了“回收站”。

也不知道，这么简单的“半加器”，到底值多少积分？

结果没什么惊喜，只有可怜的1.6分，远远不能保本。

好吧，继续改进。

接下来，江寒将“半加器”改造成了“全加器”。

和“半加器”相比，“全加器”只多了一个输入位。

也就是说，输入端包含了3个二进制位。

之所以这么做，是考虑到了来自其他数位的进位。

“全加器”有多种设计。

最简单的设计，可以用两个“半加器”，加上一个“或门”来实现。

多个“全加器”级联，就成了“多位全加器”，也叫“加法器”。

随后，江寒还实现了另一个基本运算器件：“增量器”。

“增量器”的功能只有一个，给输入的数据加1。

随后，在以上工作的基础上，就可以打造出可运算n位二进制数的“加法器”了。

但在实现之前，江寒再次打开“商品列表”，买了几张“空白图纸”。

这玩意是他前几天翻阅元件列表时，无意中发现的。

其功能也很简单。

将其与任何作品一起回收，系统都会自动生成对应的图纸，并将其收纳于图纸列表】中。

说实话，江寒对这个功能还是挺欣赏的。

尽管要多花一些积分，但至少省了手绘图纸的麻烦。

江寒将一只“与非门”和空白图纸一起扔进了回收站】。

点击了确认以后，作品与空白图纸同时消失。

几乎与此同时，图纸列表更新了，多出了一个《与非门的条目。

这样，以后再构建复杂元器件时，就不用每一个“与非门”都手搓了。

代价只是稍微多花一点点积分而已。

江寒试验了一下，发现自动构建一个“与非门”，需要花费27.2分。

这个电路只需要5个晶体管，价值25分；导线等等算0.2分。

这样，江寒只需要额外多花费不到%的积分，就可以自动化生产基本部件，从而避免了大量的重复性机械劳动。

接下来，他又将“半加器”、“全加器”、“增量器”……全都制作成了图纸，留待以后使用。

没办法，谁还没有一点儿收集癖呢？

接下来，江寒就让系统帮忙，大批量生产“与非门”。

点开图纸列表，然后手指飞速点动：与非门】、确认】、与非门】、确认】……

十分钟后，工作台上已经出现了一大堆“与非门”电路。

与手工打造相比，自动构建的与非门有一个明显的优点：规格、造型都极为统一。

这无疑是一件很好的事情。

接下来，江寒将这些“与非门”连接成了“加法器”。

这是一只32位的加法器，最多支持32位有符号数的加法。

接下来，江寒开始进行今天的最后一个大工程，打造一只“算数逻辑单元”，也就是ALU。

其包括位的输入x，y，和32位的输出out。

此外，内部还实现了一些函数，并设计了6个输入标志位：、ny、、no。

每个标志位分别实现不同的基本指令。

如zx表示输入的x置0，nx表示对输入x取反，no表示对结果按位取反……

为0时，执行add指令，做加法运算；

为1时，则执行and指令，进行位与运算……

通过这些标志位的不同组合，还可以实现更加复杂的功能。

6个标志位，最多允许处理2^6，也就是64种不同的指令。

此外还有两个状态位：，根据运算结果，将它们置0或1。

这个ALU可实现的功能，包括输入数相加、相减、位与、位或、取反、取相反数、自加1，自减1、清0、置1、置1……

随后，江寒利用刚才生产的一系列“与非门”，将其手工搭建了出来。

经过反复测试，所有功能都能正确执行，这也就意味着，这只超简易的ALU，到这里就算打造成功了。

接下来，当江寒试着将其扔进回收站时……

“咦？居然值3024分？”

而成本才不过100多分，也就是说，每台净赚将近1200！

虽然回报率很可观，但用这玩意来刷分，并不会比“无线电发送装置”更有效率。

因为，打造起来实在太麻烦了，足足3个多小时，才能打造出一个。

而且，每时每刻都要极度小心、细心、耐心，无论哪个地方，都不能出一点点小问题，否则，都会导致全盘失败！

不过，江寒很快就想到了一个可能性。

江寒将其和一张“空白图纸”一起扔进了“回收站”，卖掉。

然后去图纸列表里看了一眼。

需要花费积分点，是否自动构建？确认/取消。】

江寒开心一笑。

不错！

随后点击了确定】。

只多花了不到100分，就将ALU再次购买了回来，还额外获得了一张图纸。

接下来，就是继续提高设计复杂度，做出真正的CPU来！

当然，这不是一朝一夕之功。

今天已经很累，就先到这里。

以后每天晚上来做一点，估计几天之后，一个简单的晶体管计算机就能出炉了。

至于X6兼容机，就稍微麻烦一些，可能得努力一个月以上……