Ένα από τα πιο τέλεια πράγματα που ανακάλυψα για τα κυκλώματα είναι ότι
η κυκλωματοσκευή μπορεί να είναι μια μορφή τέχνης. Αν πχ έχω μια δημιουργική
ιδέα μπορώ να την πραγματοποιήσω με τη χρήση κυκλωμάτων.
Άρα, αν έχετε ιδέες, μπορείτε να τις πραγματοποιήσετε με τη χρήση της
τεχνολογίας.
Κάθε εισακτέα τιμή ή αποτέλεσμα είναι αποτελεσματικά ένας τύπος πληροφορίας, που
μπορεί αντιπροσωπευθεί με ηλεκτρικά σήματα ανοιχτού κλειστού ή πολλά ένα και
μηδενικά. Για την επεξεργασία των εισερχόμενων πληροφοριών, και για τη
δημιουργία πληροφοριών που είναι αποτέλεσμα, ο υπολογιστής τροποποιεί και
συνδυάζει τα εισερχόμενα σήματα. Ο υπολογιστής χρησιμοποιεί εκατομμύρια
μικροσκοπικά ηλεκτρονικά στοιχεία, που ενώνονται για να σχηματίσουν κυκλώματα.
Ας εξετάσουμε καλύτερα πώς τα κυκλώματα τροποποιούν και επεξεργάζονται πληροφορίες
που αντιπροσωπεύονται σε πολλά ένα και μηδενικά.
Αυτό είναι ένα απίστευτα απλό κύκλωμα.
Παίρνει ένα ηλεκτρικό σήμα, ανοιχτό ή κλειστό, και το αναποδογυρίζει.
Αν το σήμα που του δώσετε είναι 1, το κύκλωμα σας δίνει 0,
και αν του δώσετε ένα 0, σας δίνει 1.
Το σήμα που εισέρχεται δεν είναι το ίδιο με το σήμα που εξέρχεται, και έτσι λέμε
αυτό το κύκλωμα ΝΟΤ.
Ακόμα πιο περίπλοκα συστήματα μπορούν να πάρουν πολλαπλά σήματα, να τα συνδυάσουν
και να σας δώσουν ένα διαφορετικό αποτέλεσμα.
Σε αυτό το παράδειγμα, το κύκλωμα θα πάρει δύο ηλεκτρικά σήματα, είτε 1 είτε 0.
Αν ένα από τα εισερχόμενα ηλεκτρικά σήματα είναι 0, τότε το αποτέλεσμα είναι
0, επίσης.
Αυτό το κύκλωμα θα σας δώσει 1, μόνο,
αν το πρώτο και το δεύτερο σήμα είναι 1, έτσι ονομάζουμε αυτό το κύκλωμα AND.
Υπάρχουν πολλά μικρά κυκλώματα σαν κι αυτό που εκτελούν απλούς λογικούς
υπολογισμούς.
Συνδέοντας πολλά μικρά κυκλώματα, μπορούμε να κάνουμε πιο πολύπλοκα
κυκλώματα που εκτελούν πιο περίπλοκους υπολογισμούς.
Για παράδειγμα, μπορείτε να φτιάξετε ένα κύκλωμα που προσθέτει 2 μπιτ
και ονομάζεται αθροιστής.
Αυτό το κύκλωμα παίρνει 2 ξεχωριστά μπιτ, είτε 1 είτε 0,
και τα προσθέτει για να υπολογίσει το σύνολο.
Το σύνολο μπορεί να είναι 0 συν 0 ίσον 0,
0 συν 1 ίσον 1, ή 1συν 1 ίσον 2.
Χρειάζεστε δύο καλώδια να εξέρχονται γιατί μπορεί να χρειαστεί μέχρι δύο
δυαδικά ψηφία για να αντιπροσωπεύουν το σύνολο.
Μόλις έχεις ένα μόνο αθροιστή για να προσθέτεις δυο μπιτ πληροφοριών,
μπορείς να βάλεις μαζί πολλαπλά από αυτά τα αθροιστικά κυκλώματα δίπλα-δίπλα για να
προσθέσεις πιο μεγάλους αριθμούς.
Για παράδειγμα, κοιτάξτε πως ένας αθροιστής 8 μπιτ προσθέτει τους αριθμούς
25 και 50.
Κάθε αριθμός αντιπροσωπεύεται με τη χρήση 8 μπιτ,και έχει ως αποτέλεσμα 16
διαφορετικά ηλεκτρικά σήματα που πάνε μέσα στο κύκλωμα.
Το κύκλωμα ενός 8-μπιτ αθροιστή έχει πολλούς μικρούς αθροιστές μέσα του,
που μαζί, υπολογίζουν το σύνολο.
Διαφορετικά ηλεκτρικά κυκλώματα μπορούν να εκτελέσουν άλλους απλούς υπολογισμούς
όπως αφαίρεση ή πολλαπλασιασμό.
Στην ουσία, όλη η επεξεργασία πληροφοριών που κάνει ο υπολογιστής σας είναι
πολλές μικρές απλές λειτουργίες μαζί.
Κάθε ξεχωριστή λειτουργία που κάνει ο υπολογιστής είναι τόσο μα τόσο απλή
που θα μπορούσε να γίνει από ανθρώπους,
αλλά αυτά τα κυκλώματα μέσα στον υπολογιστή είναι γρηγορότερα.
Αυτά τα κυκλώματα ήταν βαρύ και ογκώδη, τον παλιό καιρό,
και ένας αθροιστής 8-μπιτ μπορούσε να είναι το ίδιο μεγάλος όσο ένα ψυγείο
και μπορούσε να του πάρει λεπτά να κάνει έναν απλό υπολογισμό.
Σήμερα, τα κυκλώματα του υπολογιστή είναι μικροσκοπικά σε μέγεθος
και γρηγορότερα σε μεγάλο βαθμό.
Γιατί είναι οι μικρότεροι υπολογιστές γρηγορότεροι;
Γιατί όσο μικρότερο είναι το κύκλωμα, τόσο γρηγορότερα ταξιδεύει το ηλεκτρικό σήμα.
Ο ηλεκτρισμός κινείται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, για αυτό τα σύγχρονα
κυκλώματα μπορούν να εκτελέσουν δισεκατομμύρια υπολογισμούς ανά
δευτερόλεπτο.
Έτσι, είτε παίζετε ένα παιχνίδι, καταγράφετε ένα βίντεο ή
εξερευνάτε τον κόσμο,
οτιδήποτε θα μπορούσατε να κάνετε με τη χρήση της τεχνολογίας απαιτεί
την επεξεργασία πολλών πληροφοριών αρκετά γρήγορα.
Κάτω από όλη αυτή την περιπλοκότητα βρίσκονται
πολλά από μικροσκοπικά μικρά κυκλώματα που στρέφουν δυαδικά ψηφία σήματος.
σε ιστότοπους, βίντεο, μουσική και παιχνίδια.
Αυτά τα κυκλώματα μπορούν να μας βοηθήσουν ακόμα και να αποκωδικοποιήσουμε
το DNA και να διαγνώσουμε και να θεραπεύσουμε ασθένειες.
Λοιπόν, τι θέλετε να κάνετε με αυτά τα κυκλώματα;