在計算機中，二進制數是以補碼的形式進行運算的。
這樣做的目的，是爲了用統一的方式，來進行有符號數的加減法運算，使得硬件複雜度最小化。
關於補碼的運算規則比較複雜，這裡不多展開。
江寒首先要實現的，是最簡單的“半加器”。
其功能十分簡單，就是實現兩個二進制位的加法。
之所以叫“半加器”，是因爲輸入只有兩個，不考慮其他運算產生的進位。
它的兩個輸入位，只允許傳入兩個1位的二進制數：1或者0。
輸出的運算結果，也有兩個二進制位。
一個叫SUM位，表示“和”；另一個則是Carry位，保存着“進位”信息。
比如……
輸入：【1，1】，則輸出【1，0】
輸入：【1，0】，則輸出【0，1】
輸入：【0，1】，則輸出【0，1】
輸入：【0，0】，則輸出【0，0】
輸出中，前面的是Carry位，後面的是SUM位。
如果單看SUM位的取值，這不就是把輸入進行了XOR（異或）運算的結果嗎？
再看Carry位，它的取值也很有規律，就是個AND（與）邏輯。
沒錯，就是這麼簡單。
只要將一個“異或門”，並聯上一個“與門”，一隻半加器就做成了。
做好了這隻半加器後，江寒又將其改造了一下。
爲了縮減工藝難度，統一基本元器件的種類，可以只用“與非門”，去實現所有的邏輯運算。
江寒很快就完成了這個計劃。
畢竟一隻“半加器”的構造，實在很簡單。
當然，這裡也可以使用“異或門”或其他什麼門，效果都差不太多，沒什麼本質的區別。
江寒試着將這隻半加器扔進了“回收站”。
也不知道，這麼簡單的“半加器”，到底值多少積分？
結果沒什麼驚喜，只有可憐的1.6分，遠遠不能保本。
好吧，繼續改進。
接下來，江寒將“半加器”改造成了“全加器”。
和“半加器”相比，“全加器”只多了一個輸入位。
也就是說，輸入端包含了3個二進制位。
之所以這麼做，是考慮到了來自其他數位的進位。
“全加器”有多種設計。
最簡單的設計，可以用兩個“半加器”，加上一個“或門”來實現。
多個“全加器”級聯，就成了“多位全加器”，也叫“加法器”。
隨後，江寒還實現了另一個基本運算器件：“增量器”。
“增量器”的功能只有一個，給輸入的數據加1。
隨後，在以上工作的基礎上，就可以打造出可運算n位二進制數的“加法器”了。
但在實現之前，江寒再次打開“商品列表”，買了幾張“空白圖紙”。
這玩意是他前幾天翻閱元件列表時，無意中發現的。
其功能也很簡單。
將其與任何作品一起回收，系統都會自動生成對應的圖紙，並將其收納於【圖紙列表】中。
說實話，江寒對這個功能還是挺欣賞的。
儘管要多花一些積分，但至少省了手繪圖紙的麻煩。
江寒將一隻“與非門”和空白圖紙一起扔進了【回收站】。
點擊了確認以後，作品與空白圖紙同時消失。
幾乎與此同時，圖紙列表更新了，多出了一個《與非門》的條目。
這樣，以後再構建複雜元器件時，就不用每一個“與非門”都手搓了。
代價只是稍微多花一點點積分而已。
江寒試驗了一下，發現自動構建一個“與非門”，需要花費27.2分。
這個電路只需要5個晶體管，價值25分；導線等等算0.2分。
這樣，江寒只需要額外多花費不到8%的積分，就可以自動化生產基本部件，從而避免了大量的重複性機械勞動。
接下來，他又將“半加器”、“全加器”、“增量器”……全都製作成了圖紙，留待以後使用。
沒辦法，誰還沒有一點兒收集癖呢？
接下來，江寒就讓系統幫忙，大批量生產“與非門”。
點開圖紙列表，然後手指飛速點動：【與非門】、【確認】、【與非門】、【確認】……
十分鐘後，工作臺上已經出現了一大堆“與非門”電路。
與手工打造相比，自動構建的與非門有一個明顯的優點：規格、造型都極爲統一。
這無疑是一件很好的事情。
接下來，江寒將這些“與非門”連接成了“加法器”。
這是一隻32位的加法器，最多支持32位有符號數的加法。
接下來，江寒開始進行今天的最後一個大工程，打造一隻“算數邏輯單元”，也就是ALU。
其包括32+32位的輸入（x，y），和32位的輸出（out）。
此外，內部還實現了一些函數，並設計了6個輸入標誌位：zx、nx、zy、ny、f、no。
每個標誌位分別實現不同的基本指令。
如zx表示輸入的x置0，nx表示對輸入x取反，no表示對結果按位取反……
f爲0時，執行add指令，做加法運算；
f爲1時，則執行and指令，進行位與運算……
通過這些標誌位的不同組合，還可以實現更加複雜的功能。
6個標誌位，最多允許處理2^6，也就是64種不同的指令。
此外還有兩個狀態位：zr和ng，根據運算結果，將它們置0或1。
這個ALU可實現的功能，包括輸入數相加、相減、位與、位或、取反、取相反數、自加1，自減1、清0、置1、置-1……
隨後，江寒利用剛纔生產的一系列“與非門”，將其手工搭建了出來。
經過反覆測試，所有功能都能正確執行，這也就意味着，這隻超簡易的ALU，到這裡就算打造成功了。
接下來，當江寒試着將其扔進回收站時……
“咦？居然值3024分？”
而成本纔不過1800多分，也就是說，每臺淨賺將近1200！
雖然回報率很可觀，但用這玩意來刷分，並不會比“無線電發送裝置”更有效率。
因爲，打造起來實在太麻煩了，足足3個多小時，才能打造出一個。
而且，每時每刻都要極度小心、細心、耐心，無論哪個地方，都不能出一點點小問題，否則，都會導致全盤失敗！
不過，江寒很快就想到了一個可能性。
江寒將其和一張“空白圖紙”一起扔進了“回收站”，賣掉。
然後去圖紙列表裡看了一眼。
【需要花費積分1890+1238點，是否自動構建？確認/取消。】
江寒開心一笑。
不錯！
隨後點擊了【確定】。
只多花了不到100分，就將ALU再次購買了回來，還額外獲得了一張圖紙。
接下來，就是繼續提高設計複雜度，做出真正的CPU來！
當然，這不是一朝一夕之功。
今天已經很累，就先到這裡。
以後每天晚上來做一點，估計幾天之後，一個簡單的晶體管計算機就能出爐了。
至於X86兼容機，就稍微麻煩一些，可能得努力一個月以上……