أحد أروع الأشياء التي اكتشفتها عن الدوائر الالكترونية هي
ان الدوائر يمكن ان تكون شكلاً فنياً كما لو ان كانت لدي فكرة إبداعية فيمكنني تجسيد هذه الفكرة باستخدام الدوائر.
لذلك إذا كانت لديك أفكار، فيمكنك استخدام التكنولوجيا لجعل تلك الأفكار واقعا حياً.
كل المدخلات أو المخرجات من جهاز الكمبيوتر هي في الواقع نوع من المعلومات
التي يمكن تمثيلها بإشارات كهربائية متصلة أو منفصلة
أو آحاد وأصفار
لمعالجة المعلومات التي تأتي في شكل مدخلات، وجعل المعلومات تلك كمخرجات
يحتاج الكمبيوتر إلى تعديل ودمج الإشارات الداخلة.
للقيام بذلك، يستخدم الكمبيوتر ملايين المكونات الإلكترونية الصغيرة، التي تتحد لتشكيل الدوائر.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على الطريقة التي يمكن بها للدوائر تعديل ومعالجة المعلومات الممثلة بآحاد وأصفار.
هذه دائرة بسيطة بشكل مذهل.
تأخذ إشارة كهربائية، متصلة أو منفصلة، وتعكسها.
لذلك اذا كانت الإشارة التي اعطيتها هي 1، فإن الدائرة تعطيك 0،
وإذا أعطيت الدائرة 0، فستعطيك 1
الإشارة التي تدخل ليست هي نفس الإشارة التي تخرج، وبالتالي فإننا ندعو هذه دائرة "النفي".
يمكن أن تأخذ الدوائر الأكثر تعقيداً إشارات متعددة وتدمجها، وتعطيك نتيجة مختلفة.
في هذا المثال، ستأخذ الدائرة إشارتين كهربائيتين، الآن قد تكون كل إشارة 1 أو 0
إذا كانت أي من الإشارات الواردة تساوي 0، فإن النتيجة هي أيضاً 0.
هذه الدائرة سوف تعطيك فقط 1،
إذا كانت كل من الإشارة الأولى والإشارة الثانية 1، ولذا فإننا ندعوها الدائرة و.
هنالك العديد من الدوائر الصغيرة كهذه والتي تؤدي عمليات منطقية بسيطة.
من خلال ربط هذه الدوائر معاً، يمكننا إنشاء دوائر أكثر تعقيداً تؤدي عمليات حسابية أكثر تعقيداً.
على سبيل المثال، يمكنك إنشاء دائرة تضيف 2 بت معاً تسمى دائرة إضافة.
تأخذ هذه الدائرة 2 بت كل علي حده، كل منها 1 أو 0، وتضيفهم معا لحساب المجموع.
يمكن أن يكون المجموع 0 زائد 0 يساوي 0،
0 زائد 1 يساوي 1، أو 1 زائد 1 يساوي 2.
تحتاج إلى سلكين خارجين لأنه قد يُحتاج الي ما يصل رقمين ثنائيين لتمثيل المجموع.
عند حصولك على دائرة اضافة واحدة لإضافة 2 بت من المعلومات،
يمكنك تجميع العديد من دوائر الإضافة هذي جنباً إلى جنب لإضافة أعداد أكبر بكثير.
على سبيل المثال، إليك كيف تضيف دائرة إضافة سعة 8 بت الرقمين، 25 و 50.
يتم تمثيل كل رقم باستخدام 8 بت، مما ينتج عنه 16 إشارة كهربائية مختلفة تدخل في الدائرة.
تحتوي دائرة الإضافة ذات 8 بت على الكثير من دوائر الإضافة الصغيرة بداخلها، والتي تقوم معاً بحساب المجموع.
يمكن للدوائر الكهربائية المختلفة إجراء حسابات بسيطة أخرى مثل الطرح أو الضرب.
في الحقيقة، كل المعلومات التي يقوم بها جهاز الكمبيوتر الخاص بك ليست سوى الكثير والكثير من العمليات البسيطة الصغيرة مجتمعة.
كل عملية فردية يتم إجراؤها بواسطة جهاز كمبيوتر تكون بسيطة جداً جداً، ويمكن القيام بها بواسطة إنسان،
ولكن هذه الدوائر داخل أجهزة الكمبيوتر هي أسرع الي ابعد مدي.
في سابق الايام، كانت هذه الدوائر كبيرة وثقيلة،
وكان يمكن أن يكون حجم دائرة إضافة ذات 8 بت كبيراً مثل الثلاجة، ويستغرق الأمر بضع دقائق لإجراء عملية حسابية بسيطة.
اليوم، دوائر الكمبيوتر مجهرية في الحجم، وأسرع لابعد مدي.
لما أجهزة الكمبيوتر الصغيرة أيضا أسرع؟
حسناً، نظراً لأنه كلما كانت الدائرة أصغر، قلت المسافة التي تعبرها الإشارة الكهربائية.
تنتقل الكهرباء بسرعة الضوء تقريباً، ولهذا السبب يمكن للدوائر الحديثة إجراء مليارات الحسابات في ثانية.
لذلك سواء كنت تلعب لعبة أو تسجل فيديو أو تستكشف الكون،
كل شئ يمكنك فعله عن طريق التكنولوجيا يتطلب الكثير من المعلومات لتتم معالجتها بسرعة كبيرة.
خلف كل هذا التعقيد، ليس الا الكثير من الدوائر متناهية الصغر التي تحول الإشارات الثنائية
إلى مواقع ويب ومقاطع فيديو وموسيقى وألعاب.
هذه الدوائر تساعدنا حتي في فك شفرة الحمض النووي لتشخيص وعلاج الأمراض.
إذن ما الذي تود ان تفعله بكل هذي الدوائر؟