أحد أروع الأشياء التي اكتشفتها عن الدوائر الالكترونية هي
أن الدوائر يمكن ان تكون عملا فنياً، فإذا كانت لدي فكرة إبداعية يمكنني تجسيدها باستخدام الدوائر.
لذلك إذا كانت لديك أفكار، فيمكنك استخدام التكنولوجيا لجعل تلك الأفكار واقعا.
كل المدخلات أو المخرجات من جهاز الحاسوب هي في الواقع نوع من المعلومات
التي يمكن تمثيلها بإشارات كهربائية 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 كانت الإشارة التي اعطيتها هي 1، فإن الدائرة تعطيك 0،
وإذا أعطيت الدائرة 0، فستعطيك 1
الإشارة التي تدخل ليست هي نفسها التي تخرج، وبالتالي فإننا ندعوها دائرة "النفي".
يمكن أن تأخذ الدوائر إشارات متعددة وتدمجها، وتعطيك نتيجة مختلفة.
في هذا المثال، ستأخذ الدائرة إشارتين كهربائيتين، 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 معاً 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 أرقام 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 الحاسوب الخاص بك ليست سوى الكثير والكثير من العمليات البسيطة الصغيرة مجتمعة.
كل عملية فردية يتم إجراؤها بواسطة جهاز حاسوب تكون بسيطة جداً جداً، ويمكن القيام بها بواسطة إنسان،
ولكن هذه الدوائر داخل أجهزة الحاسوب هي أسرع إلي أبعد 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 الحاسوب مجهرية في الحجم، وأسرع لأبعد مدى.
لماذا أجهزة الحاسوب 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 إلا 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؟