我的世界Mekanism中的能量网络及其传输速率计算

Mekanism的电网是相当特殊的，其能量传输速率有一套独特的计算方法。

完全被它整懵逼了，于是就有了这篇教程。9102年了，也不知火星没有。

预备知识：

    Mekanism中所有相连的线缆（Transmitter）称为一个网络（Network）。

    一个网络是一个整体，其能量传输速率处处相等。

    网络内部必须以线缆直接相连，通过机器来间接相连的则视为不同的网络。

    网络的最大传输速率（Rate）与最大缓存容量（Capacity）在数值上相等，只是单位不同。

        这是因为，能量通过网络传输的过程本质上是这样的：

        1. 供电设备将能量存入网络缓存

        2. 用电设备从网络缓存中取出能量

        这一过程每 tick 进行一次，因此，一个网络能量传输速率的上限在数值上等于其最大缓存容量。

于是有下列结论。

结论一：

    同等级线缆连成网络，其传输速率与网络中的线缆数量成正比。

    这一点很好理解。由前文得知，网络的传输速率取决于其缓存大小。一个网络中线缆越多，其缓存容量显然就越大，传输能量的速度也就越快。（仅适用于网络中全是同等级线缆的情况！）

    如图所示，三根 3.2kJ/t 的基础通用线缆相连，其传输速率为 3.2 * 3 = 9.6kJ/t

    这与线缆的连接拓扑方式无关，如图所示，夏姬八连也可以。

    共28根基础通用线缆相连，传输速率为 28 * 3.2 = 89.6kJ/t

    可以看到网络读取器给出的读数是89.57，与理论值之间有些许误差，这一误差与下文要讲的算法有关。

结论二：

    当不同等级线缆连成网络时，Mekanism采用了一种反直觉的算法，具体如下：

        1). 单独计算网络中每一节线缆的速率的倒数

        2). 将这些倒数相加，得到一个倒数和

        3). 用网络中的线缆总数除以倒数和，得到平均速率

        （用数学术语描述，以上三步实际上是在计算“调和平均数”）

        4). 用平均速率乘以线缆总数，得到最终结果，即为网络的传输速率。

例题：

    如图所示，计算该网络的传输速率。

解：

    该网络中有基础通用线缆*3，高级通用线缆*2，精英通用线缆*1，三种线缆的传输速率分别为3200、12800、64000（J/t）

    按照前文所述的算法进行计算：

        首先求得网络中线缆速率的调和平均数：

        用调和平均数乘以线缆总数，即为整个网络的传输速率：

    用网络读取器验证一下，结果正确。

    误差来源于浮点运算中的精度丢失，可以忽略。

附加结论：

    由调和平均数的性质可知：

    调和平均数易受极端值的影响，且受极小值的影响比受极大值的影响更大。

    因此在高级线缆组成的网络中连入低级线缆，会使网络的传输速率骤降。

    如图所示，终极通用线缆*30组成的网络，其传输速率为9.6MJ/t

    但若连入1根基础通用线缆，其传输速率便骤降至2.36MJ/t

    继续连入基础线缆，传输速率将继续下降。连入4根基础线缆时，速率已不足原来的十分之一。

    因此，当你拥有了庞大的高级线缆网络后，切勿因贪图便宜而连入低级线缆，这会使整个网络的传输速率骤降，能量需求较大的自动化生产线很可能因此而瘫痪，反应堆和工业涡轮等高阶发电设备的输出也很可能因此而受限。