یک چیز جالبی که درباره مدارها کشف کرده‌م اینه که
مداربندی می‌تونه یک شکل هنری باشه، طوریکه ایده‌های خلاقانه رو می‌شه با استفاده از مدارها پیاده کرد.
پس اگه ایده‌ای دارید، می‌تونید با استفاده از فناوری اون رو عملی کنید.
هر ورودی یا خروجی کامپیوتر در واقع نوعی اطلاعاته
که با سیگنال‌های الکتریکی روشن یا خاموش
یا یک و صفر قابل نمایشه.
برای پردازش اطلاعات ورودی و تولید اطلاعات خروجی،
کامپیوتر نیاز به اصلاح و ترکیب سیگنال‌های ورودی داره.
بنابراین، از میلیون‌ها قطعه الکترونیکی کوچک استفاده می‌کنه که مدار رو تشکیل میدن.
حالا ببینیم مدارها چطوری اطلاعات شکل یک و صفر رو اصلاح و پردازش می‌کنن.
این یک مدار بسیار ساده‌ست.
یک سیگنال الکتریکی روشن یا خاموش رو می‌گیره و اون رو برمی‌گردونه.
پس اگه سیگنال 1 رو بدین، مدار سیگنال 0 رو به شما می‌ده.
و اگه سیگنال 0 رو بدین، سیگنال 1 رو بهتون می‌ده.
سیگنال ورودی با سیگنال خروجی یکسان نیست در نتیجه، ما این مدار رو not می‌نامیم.
مدارهای پیچیده‌تر چندین سیگنال رو دریافت و ترکیب می‌کنن و نتیجه متفاوتی به شما می‌دن.
در این مثال، مدار دو سیگنال الکتریکی می‌گیره، که هرکدوم ممکنه 1 یا 0 باشه.
اگر هر یک از سیگنال‌های ورودی 0 باشه، نتیجه هم 0 خواهد بود.
اگر هردو سیگنال اول و دوم 1 باشن،
این مدار فقط به شما 1 می‌ده، و به همین دلیل به این مدار می‌گیم and.
مدارهای کوچک زیادی مثل این هستن که محاسبات منطقی ساده رو انجام می‌دن.
با اتصال این مدارها بهم، می‌شه مدارهای پیچیده‌تری ساخت که محاسبات پیچیده‌تری انجام می‌دن.
مثلاً می‌تونید مداری بسازید که 2 بیت رو با هم جمع کنه که بهش می‌گیم «جمع‌کننده».
این مدار 2 بیت مجزای 1 یا 0 رو می‌گیره و با هم جمع می‌کنه تا مجموع رو محاسبه کنه.
مجموع می‌تونه 0 بعلاوه 0 برابر با 0 باشه،
0 بعلاوه 1 برابر با 1، یا 1 بعلاوه 1 برابر با 2 باشه.
باید دو سیم بیرون بیاد چون ممکنه برای نمایش مجموع به دو رقم باینری نیاز باشه.
وقتی یک جمع‌کننده برای اضافه کردن دو بیت اطلاعات دارید،
با کنار هم قرار دادن چندین مدار جمع‌کننده میشه اعداد خیلی بزرگتری رو با هم جمع کنید.
مثلاً اینجا می‌بینیم که جمع‌کننده 8 بیتی چطوری اعداد 25 و 50 رو جمع می‌کنه.
هر عدد با 8 بیت نمایش داده می‌شه، بنابراین 16 سیگنال الکتریکی مختلف وارد مدار می‌شه.
مدار جمع‌کننده 8 بیتی کلی جمع‌کننده کوچک داخل خودش داره که مجموع رو محاسبه می‌کنن.
مدارهای الکتریکی مختلف سایر محاسبات ساده مثل تفریق یا ضرب رو انجام می‌دن.
در واقع، پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر فقط مجموع میلیون‌ها عملیات ساده کوچکه.
هر عملیاتی که کامپیوتر انجام می‌ده به‌قدری ساده‌ست که انسان هم می‌تونه انجام بده.
اما این مدارهای داخل کامپیوتر بسیار سریعتر هستند.
در گذشته، این مدارها بزرگ و ناهموار بودن،
و جمع‌کننده 8 بیتی شاید اندازه یخچال بود و یک محاسبه ساده چندین دقیقه طول می‌کشید.
امروزه مدارهای کامپیوتری بسیار ریز و خیلی خیلی سریعتر هستن.
علت سرعت بیشتر کامپیوترهای کوچکتر چیه؟
خب، چون هرچقدر مدار کوچکتر باشه، سیگنال الکتریکی مسافت کمتری باید طی کنه.
الکتریسیته تقریباً با سرعت نور حرکت می‌کنه بنابراین، مدارهای مدرن می‌تونن میلیاردها محاسبه در ثانیه انجام بدن.
بنابراین چه در حال انجام بازی، ضبط ویدیو، یا کاوش در کیهان باشید،
هر کاری که بتونید با فناوری انجام بدین نیاز به پردازش برق‌آسای کلی اطلاعات داره.
زیر این همه پیچیدگی، کلی مدار ریز و کوچک هست که سیگنال‌های باینری رو
به وب‌سایت، ویدیو، موسیقی و بازی تبدیل می‌کنن.
این مدارها حتی می‌تونن در رمزگشایی DNA برای تشخیص و درمان بیماری به ما کمک کنن.
خب دوست دارید با این همه مدار چه کار کنید؟