أحد أروع الأشياء التي اكتشفتها عن الدوائر الالكترونية
أنها تعتبر عملا فنياً، فإذا كانت لدي فكرة إبداعية يمكنني تجسيدها باستخدام الدوائر.
لذا إذا كانت لديك أفكار، فيمكنك استخدام التكنولوجيا لجعلها واقعا.
كل المدخلات أو المخرجات من جهاز الحاسوب هي في الواقع نوع من المعلومات
التي يمكن تمثيلها بإشارات متصلة أو منفصلة
أو آحاد وأصفار.
لمعالجة المعلومات التي تأتي في شكل مدخلات، وجعلها كمخرجات
يحتاج الحاسوب إلى تعديل ودمج الإشارات الداخلة.
للقيام بذلك، يستخدم الحاسوب ملايين المكونات الإلكترونية الصغيرة، التي تتحد لتشكيل الدوائر.
لنر كيف يمكن للدوائر تعديل ومعالجة المعلومات الممثلة بآحاد وأصفار.
هذه دائرة بسيطة جدا.
تأخذ إشارة ، متصلة أو منفصلة، وتعكسها.
اذا أعطيت إشارة 1، فإن الدائرة ستعطيك 0،
وإذا أعطيت الدائرة 0، فستعطيك 1
الإشارة التي تدخل ليست نفسها التي تخرج، وبالتالي فإننا ندعوها دائرة "النفي".
يمكن أن تأخذ الدوائر إشارات متعددة وتدمجها، وتعطيك نتيجة مختلفة.
في هذا المثال، ستأخذ الدائرة إشارتين، قد تكون كل إشارة 1 أو 0
إذا كانت أي من الإشارات الواردة تساوي 0، فإن النتيجة هي أيضاً 0.
هذه الدائرة سوف تعطيك 1 فقط،
إذا كانت كل من الإشارة الأولى والثانية 1، ولذا فإننا ندعوها الدائرة "و".
العديد من الدوائر الصغيرة كهذه تؤدي عمليات منطقية بسيطة.
بربط هذه الدوائر معاً، يمكننا إنشاء دوائر تؤدي عمليات حسابية معقدة.
مثلا، يمكنك إنشاء دائرة تضيف 2 بت معاً تسمى دائرة جمع.
تأخذ هذه الدائرة 2 بت ، كل منها 1 أو 0، وتضيفهم معاً لحساب المجموع.
قد يكون المجموع 0 زائد 0 يساوي 0،
0 زائد 1 يساوي 1، أو 1 زائد 1 يساوي 2.
نحتاج إلى سلكين خارجين لأننا قد نحتاج الي خانتين لتمثيل المجموع.
عند حصولك على دائرة جمع واحدة لجمع 2 بت من المعلومات،
يمكنك تجميع العديد من دوائر الجمع جنباً إلى جنب لإضافة أرقام أكبر.
مثلا، هكذا تضيف دائرة جمع 8 بت الرقمين، 25 و 50.
يُمثل كل رقم باستخدام 8 بت، مما ينتج 16 إشارة مختلفة تدخل في الدائرة.
تحوي دائرة جمع الـ8 بت الكثير من دوائر الجمع الصغيرة ، والتي تقوم بحساب المجموع.
يمكن للدوائر المختلفة إجراء حسابات بسيطة أخرى مثل الطرح أو الضرب.
في الواقع، كل معالجة المعلومات التي يقوم بها حاسوبك ليست سوى الكثير من العمليات البسيطة مجتمعة.
كل عملية فردية يجريها الحاسوب تكون بسيطة جداً، ويمكن أن يقوم بها إنسان،
ولكن هذه الدوائر داخل أجهزة الحاسوب أسرع بكثير.
في سابق الايام، كانت هذه الدوائر كبيرة وثقيلة،
فحجم دائرة جمع الـ8 بت كان كالثلاجة، وإجراء عملية بسيطة يستغرق دقائق.
اليوم، دوائر الحاسوب مجهرية الحجم، وأسرع بكثير.
لماذا أجهزة الحاسوب الصغيرة أسرع أيضا ؟
حسناً، لأنه كلما كانت الدائرة أصغر، قلت المسافة التي تعبرها الإشارة.
تنتقل الكهرباء بسرعة الضوء، ولهذا تجري الدوائر الحديثة مليارات الحسابات في ثانية.
لذلك سواء كنت تلعب لعبة أو تسجل فيديو أو تستكشف الكون،
كل ما تفعله باستخدام التكنولوجيا يتطلب معالجة الكثير من المعلومات بسرعة كبيرة.
خلف كل هذا التعقيد، الكثير من الدوائر الصغيرة التي تحول الإشارات الثنائية
إلى مواقع ومقاطع فيديو وموسيقى وألعاب.
هذه الدوائر تفك حتى شفرة الحمض النووي لعلاج الأمراض.
إذن ماذا تود ان تفعل بكل هذه الدوائر؟