WEBVTT 00:00:08.480 --> 00:00:11.420 Schaltkreise können eine Kunstform sein. Das ist eine der coolsten Eigenschaften, 00:00:11.780 --> 00:00:18.440 die ich an Schaltkreisen entdeckt habe. Ich habe mit Schaltkreisen die kreativsten Ideen entwickelt. 00:00:20.300 --> 00:00:24.700 Wenn man eine Idee hast, kannst man sie mit der Technologie verwirklichen. 00:00:26.860 --> 00:00:32.340 Jede Eingabe oder Ausgabe eines Computers ist im Grunde eine Information, 00:00:32.340 --> 00:00:37.240 die mit Ein- oder Aus-Signalen ausgedrückt werden kann, oder 00:00:37.240 --> 00:00:39.060 mit Einsen und Nullen. 00:00:39.400 --> 00:00:46.360 Wenn der Computer die eingegebenen Informationen zu einer Ausgabe verarbeitet, 00:00:46.360 --> 00:00:49.920 verändert und kombiniert er die Eingangssignale. 00:00:50.540 --> 00:00:58.520 Dazu verwendet er unzählige kleine elektronische Komponenten, die einen Schaltkreis bilden. 00:01:03.040 --> 00:01:08.460 Sehen wir uns an, wie der Schaltkreis Informationen verarbeitet, die aus Einsen und Nullen besteht. 00:01:09.460 --> 00:01:12.280 Das ist ein sehr einfacher Schaltkreis. 00:01:12.280 --> 00:01:15.820 Er empfängt elektrische Signale, Ein oder Aus, und dreht sie um. 00:01:15.820 --> 00:01:20.580 Wenn man eine 1 eingibt, gibt der Schaltkreis eine 0 aus, 00:01:20.580 --> 00:01:23.620 und wird eine 0 eingegeben, gibt er eine 1 aus. 00:01:23.630 --> 00:01:29.680 Das Eingangssignal ist nicht dasselbe Signal wie das Ausgangssignal, deshalb nennen wir diesen Schaltkreis "nicht". 00:01:30.040 --> 00:01:36.580 Komplexe Schaltkreise kombinieren mehrere Eingangssignale und geben ein anderes Ergebnis aus. 00:01:36.580 --> 00:01:43.480 Die zwei elektrischen Eingangssignale diesem Beispiel können jeweils eine 1 oder eine 0 sein. 00:01:43.880 --> 00:01:49.580 Wenn eines der Eingangssignale eine 0 ist, ist auch das Ergebnis eine 0. 00:01:49.580 --> 00:01:52.720 Dieser Schaltkreis gibt nur dann eine 1 aus, 00:01:52.780 --> 00:02:00.760 wenn beide Eingangssignale eine 1 sind, deshalb nennen wir den Schaltkreis "und". 00:02:01.220 --> 00:02:06.600 Es gibt viele solche Schaltkreise und sie führen einfache logische Berechnungen aus. 00:02:06.600 --> 00:02:13.400 Wenn wir sie verbinden, erhalten wir komplexere Schaltkreise und komplexere Berechnungen. 00:02:13.940 --> 00:02:19.760 Es gibt beispielweise Schaltkreise, die 2 Bits addieren, die sogenannten Adder. 00:02:19.840 --> 00:02:27.040 Dieser Schaltkreis addiert 2 individuelle Bits, jedes eine 1 oder eine 0, und berechnet die Summe. 00:02:27.350 --> 00:02:29.829 Die Summe kann 0 plus 0 gleich 0 lauten. 00:02:30.340 --> 00:02:34.340 0 plus 1 gleich 1 oder 1 plus 1 gleich 2. 00:02:34.360 --> 00:02:39.440 Er hat zwei Drähte, weil zwei binäre Ziffern benötigt werden, um die Summe darzustellen. 00:02:40.060 --> 00:02:44.500 Mehrere dieser Adder, die jeweils zwei Bits Informationen addieren, 00:02:44.500 --> 00:02:50.340 können nebeneinander angeordnet und gemeinsam sehr viel größere Zahlen addieren. 00:02:51.170 --> 00:02:56.229 Beispielsweise kann ein 8 Bit Adder die Zahlen 25 und 50 addieren. 00:02:57.260 --> 00:03:03.730 Da jede Zahl mit 8 Bits dargestellt wird, sind es 19 unterschiedliche elektrische Eingangssignale. 00:03:04.920 --> 00:03:10.760 Der Schaltkreis eines 8 Bit Adder hat viele kleine interne Adder, die gemeinsam die Summe berechnen. 00:03:12.500 --> 00:03:17.340 Andere elektrische Schaltkreise führen einfache Rechenoperationen wie Subtraktion oder Multiplikation durch. 00:03:17.340 --> 00:03:24.720 Die Information, die dein Computer verarbeitet, besteht also aus sehr vielen einfachen Operationen. 00:03:24.720 --> 00:03:30.520 Jede einzelne Operation des Computers ist so einfach, dass sie auch von Menschen berechnet werden könnten, 00:03:30.520 --> 00:03:34.100 aber die Schaltkreise im Computer rechnen viel schneller. 00:03:34.820 --> 00:03:38.660 Früher waren diese Schaltkreise groß und klobig, 00:03:38.660 --> 00:03:44.780 und ein 8 Bit Adder war so groß wie ein Kühlschrank. Einfachste Rechenoperationen dauerten Minuten. 00:03:45.100 --> 00:03:50.060 Heute sind Computer mikroskopisch klein und viel, viel schneller. 00:03:50.580 --> 00:03:53.200 Warum sind kleine Computer auch schneller? 00:03:53.200 --> 00:03:58.140 Je kleiner der Schaltkreis, um so kürzer ist der Weg des elektischen Signals. 00:03:58.360 --> 00:04:04.340 Dank Lichtgeschwindigkeit der Elektrizität führen moderne Schaltkreise Milliarden Berechnungen pro Sekunde durch. 00:04:05.320 --> 00:04:10.720 Wenn du ein Spiel spielst, ein Video aufnimmst oder den Weltraum erkundest, 00:04:11.860 --> 00:04:18.019 benötigt diese Technologie sehr viele Informationen, die sehr schnell verarbeitet werden müssen. 00:04:18.860 --> 00:04:24.900 Hinter dieser Komplexität stecken sehr viele, kleine Schaltkreis, die binäre Signale umwandeln 00:04:24.900 --> 00:04:27.720 in Websites, Videos, Musik und Spiele. 00:04:27.720 --> 00:04:31.960 Diese Schaltkreise können uns sogar helfen, die DNA zu entschlüsseln, um Krankheiten zu heilen. 00:04:31.960 --> 00:04:34.920 Was würdest du mit diesen Schaltkreisen tun?