1 00:00:08,480 --> 00:00:11,420 Schaltkreise können eine Kunstform sein. Das ist eine der coolsten Eigenschaften, 2 00:00:11,780 --> 00:00:18,440 die ich an Schaltkreisen entdeckt habe. Ich habe mit Schaltkreisen die kreativsten Ideen entwickeln. 3 00:00:20,300 --> 00:00:24,700 Wenn man eine Idee hast, kann man sie also mit der Technologie verwirklichen. 4 00:00:26,860 --> 00:00:32,340 Jede Eingabe oder Ausgabe eines Computers ist im Grunde eine Information, 5 00:00:32,340 --> 00:00:37,240 die mit Ein- oder Aus-Signalen ausgedrückt werden kann, oder 6 00:00:37,240 --> 00:00:39,060 mit Einsen und Nullen. 7 00:00:39,400 --> 00:00:46,360 Wenn der Computer die eingegebenen Informationen zu einer Ausgabe verarbeitet, 8 00:00:46,360 --> 00:00:49,920 verändert und kombiniert er die Eingangssignale. 9 00:00:50,540 --> 00:00:58,520 Dazu verwendet er unzählige kleine elektronische Komponenten, die einen Schaltkreis bilden. 10 00:01:03,040 --> 00:01:08,460 Sehen wir uns an, wie der Schaltkreis Informationen verarbeitet, die aus Einsen und Nullen besteht. 11 00:01:09,460 --> 00:01:12,280 Das ist ein sehr einfacher Schaltkreis. 12 00:01:12,280 --> 00:01:15,820 Er empfängt elektrische Signale, Ein oder Aus, und dreht sie um. 13 00:01:15,820 --> 00:01:20,580 Wenn man eine 1 eingibt, gibt der Schaltkreis eine 0 aus, 14 00:01:20,580 --> 00:01:23,620 und wird eine 0 eingegeben, gibt er eine 1 aus. 15 00:01:23,630 --> 00:01:29,680 Das Eingangssignal ist nicht dasselbe Signal wie das Ausgangssignal, deshalb nennen wir diesen Schaltkreis "nicht". 16 00:01:30,040 --> 00:01:36,580 Komplexe Schaltkreise kombinieren mehrere Eingangssignale und geben ein anderes Ergebnis aus. 17 00:01:36,580 --> 00:01:43,480 Die zwei elektrischen Eingangssignale diesem Beispiel können jeweils eine 1 oder eine 0 sein. 18 00:01:43,880 --> 00:01:49,580 Wenn eines der Eingangssignale eine 0 ist, ist auch das Ergebnis eine 0. 19 00:01:49,580 --> 00:01:52,720 Dieser Schaltkreis gibt nur dann eine 1 aus, 20 00:01:52,780 --> 00:02:00,760 wenn beide Eingangssignale eine 1 sind, deshalb nennen wir den Schaltkreis "und". 21 00:02:01,220 --> 00:02:06,600 Es gibt viele solche Schaltkreise und sie führen einfache logische Berechnungen aus. 22 00:02:06,600 --> 00:02:13,400 Wenn wir sie verbinden, erhalten wir komplexere Schaltkreise und komplexere Berechnungen. 23 00:02:13,940 --> 00:02:19,760 Es gibt beispielweise Schaltkreise, die 2 Bits addieren, die sogenannten Adder. 24 00:02:19,840 --> 00:02:27,040 Dieser Schaltkreis addiert 2 individuelle Bits, jedes eine 1 oder eine 0, und berechnet die Summe. 25 00:02:27,350 --> 00:02:29,829 Die Summe kann 0 plus 0 gleich 0 lauten. 26 00:02:30,340 --> 00:02:34,340 0 plus 1 gleich 1 oder 1 plus 1 gleich 2. 27 00:02:34,360 --> 00:02:39,440 Er hat zwei Drähte, weil zwei binäre Ziffern benötigt werden, um die Summe darzustellen. 28 00:02:40,060 --> 00:02:44,500 Mehrere dieser Adder, die jeweils zwei Bits Informationen addieren, 29 00:02:44,500 --> 00:02:50,340 können nebeneinander angeordnet und gemeinsam sehr viel größere Zahlen addieren. 30 00:02:51,170 --> 00:02:56,229 Beispielsweise kann ein 8 Bit Adder die Zahlen 25 und 50 addieren. 31 00:02:57,260 --> 00:03:03,730 Da jede Zahl mit 8 Bits dargestellt wird, sind es 19 unterschiedliche elektrische Eingangssignale. 32 00:03:04,920 --> 00:03:10,760 Der Schaltkreis eines 8 Bit Adder hat viele kleine interne Adder, die gemeinsam die Summe berechnen. 33 00:03:12,500 --> 00:03:17,340 Andere elektrische Schaltkreise führen einfache Rechenoperationen wie Subtraktion oder Multiplikation durch. 34 00:03:17,340 --> 00:03:24,720 Die Information, die dein Computer verarbeitet, besteht also aus sehr vielen einfachen Operationen. 35 00:03:24,720 --> 00:03:30,520 Jede einzelne Operation des Computers ist so einfach, dass sie auch von Menschen berechnet werden könnten, 36 00:03:30,520 --> 00:03:34,100 aber die Schaltkreise im Computer rechnen viel schneller. 37 00:03:34,820 --> 00:03:38,660 Früher waren diese Schaltkreise groß und klobig, 38 00:03:38,660 --> 00:03:44,780 und ein 8 Bit Adder war so groß wie ein Kühlschrank. Einfachste Rechenoperationen dauerten Minuten. 39 00:03:45,100 --> 00:03:50,060 Heute sind Computer mikroskopisch klein und viel, viel schneller. 40 00:03:50,580 --> 00:03:53,200 Warum sind kleine Computer auch schneller? 41 00:03:53,200 --> 00:03:58,140 Je kleiner der Schaltkreis, umso kürzer ist der Weg des elektischen Signals. 42 00:03:58,360 --> 00:04:04,340 Dank Lichtgeschwindigkeit der Elektrizität führen moderne Schaltkreise Milliarden Berechnungen pro Sekunde durch. 43 00:04:05,320 --> 00:04:10,720 Wenn du ein Spiel spielst, ein Video aufnimmst oder den Weltraum erkundest, 44 00:04:11,860 --> 00:04:18,019 benötigt diese Technologie sehr viele Informationen, die sehr schnell verarbeitet werden müssen. 45 00:04:18,860 --> 00:04:24,900 Hinter dieser Komplexität stecken sehr viele, kleine Schaltkreise, die binäre Signale umwandeln 46 00:04:24,900 --> 00:04:27,720 in Websites, Videos, Musik und Spiele. 47 00:04:27,720 --> 00:04:31,960 Diese Schaltkreise können uns sogar helfen, die DNA zu entschlüsseln, um Krankheiten zu heilen. 48 00:04:31,960 --> 00:04:34,920 Was würdest du mit diesen Schaltkreisen tun?