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00:00:02,560 --> 00:00:06,040
COME FUNZIONANO I COMPUTER
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CIRCUITI & LOGICA

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00:00:08,530 --> 00:00:11,750
Una delle cose più fantastiche che ho scoperto
sui circuiti elettrici

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00:00:11,750 --> 00:00:14,460
è che possono assumere una forma artistica;

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00:00:14,460 --> 00:00:20,300
se ho un'idea creativa, posso realizzarla con dei circuiti.

5
00:00:20,300 --> 00:00:21,950
Quindi, se hai delle idee,

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00:00:21,950 --> 00:00:26,860
puoi usare la tecnologia per fargli prendere vita!

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00:00:26,860 --> 00:00:32,340
Ogni ingresso (INPUT) o uscita (OUTPUT) di un computer
è un tipo di informazione

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00:00:32,340 --> 00:00:37,240
che può essere rappresentata con segnali elettrici
accesi (ON) o spenti (OFF)

9
00:00:37,240 --> 00:00:39,410
o con uni e zeri.

10
00:00:39,410 --> 00:00:43,360
Per elaborare le informazioni in ingresso

11
00:00:43,360 --> 00:00:46,360
e per generare quelle in uscita,

12
00:00:46,360 --> 00:00:48,020
un computer deve modificare

13
00:00:48,020 --> 00:00:50,540
e combinare le informazioni in ingresso.

14
00:00:50,540 --> 00:00:59,840
Per fare ciò, un computer usa milioni di minuscoli
componenti elettronici, che insieme formano i circuiti.

15
00:01:03,040 --> 00:01:09,390
Guardiamo più da vicino come i circuiti possono modificare
le informazioni rappresentate con uni e zeri.

16
00:01:09,390 --> 00:01:12,280
Questo è un circuito semplicissimo.

17
00:01:12,280 --> 00:01:15,820
Prende un segnale elettrico, ON o OFF, e lo inverte.

18
00:01:15,820 --> 00:01:18,280
Quindi, se il segnale che fornisci è 1,

19
00:01:18,280 --> 00:01:20,580
il circuito ti risponde 0

20
00:01:20,580 --> 00:01:23,620
e se dai al circuito uno 0, lui ti restituisce un 1.

21
00:01:23,630 --> 00:01:27,500
Il segnale che entra NON è uguale a quello che esce,

22
00:01:27,500 --> 00:01:30,040
perciò chiamiamo questo circuito NOT.

23
00:01:30,040 --> 00:01:34,820
Dei circuiti più complessi possono combinare insieme
alcuni segnali

24
00:01:34,820 --> 00:01:36,880
e fornire in uscita diversi risultati.

25
00:01:36,880 --> 00:01:40,880
In questo esempio, un circuito riceve in ingresso due segnali,

26
00:01:40,880 --> 00:01:43,880
ognuno può essere 1 o 0.

27
00:01:43,880 --> 00:01:46,580
Se entrambi i segnali in ingresso sono 0,

28
00:01:46,580 --> 00:01:49,580
allora anche il risultato è 0.

29
00:01:49,580 --> 00:01:52,720
Questo circuito restituisce 1 solo se

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00:01:52,780 --> 00:01:58,220
il primo segnale e (AND) il secondo segnale sono entrambi 1,

31
00:01:58,220 --> 00:02:01,220
perciò chiamiamo questo circuito AND.

32
00:02:01,220 --> 00:02:03,600
Ci sono molti piccoli circuiti come questo

33
00:02:03,600 --> 00:02:06,600
che svolgono semplici operazioni logiche.

34
00:02:06,600 --> 00:02:08,760
Collegando insieme questi circuiti,

35
00:02:08,760 --> 00:02:11,240
possiamo creare circuiti più complessi

36
00:02:11,240 --> 00:02:13,940
che eseguono operazioni più complesse.

37
00:02:13,940 --> 00:02:18,160
Per esempio, puoi realizzare un circuito che somma due bit,

38
00:02:18,160 --> 00:02:19,840
chiamato sommatore (ADDER).

39
00:02:19,840 --> 00:02:24,350
Questo circuito riceve in ingresso due singoli bit,
ognuno 1 o 0,

40
00:02:24,350 --> 00:02:27,350
e li elabora per calcolare la somma.

41
00:02:27,350 --> 00:02:32,700
La somma può essere 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1

42
00:02:32,700 --> 00:02:34,470
oppure 1 + 1 = 2 (ovvero `10` in binario).

43
00:02:34,470 --> 00:02:36,660
Hai bisogno di due fili in uscita,

44
00:02:36,660 --> 00:02:40,060
perché servono due cifre binarie per rappresentare la somma.

45
00:02:40,060 --> 00:02:44,500
Ora che hai un singolo sommatore per due bit di informazione,

46
00:02:44,500 --> 00:02:48,170
puoi collegare insieme molti di questi sommatori

47
00:02:48,170 --> 00:02:51,170
per elaborare numeri più grandi.

48
00:02:51,170 --> 00:02:54,260
Per esempio, ecco come un sommatore da 8 bit

49
00:02:54,260 --> 00:02:57,260
addiziona i numeri 25 e 50.

50
00:02:57,260 --> 00:03:00,440
Ogni numero è rappresentato usando 8 bit,

51
00:03:00,440 --> 00:03:05,120
si hanno quindi 16 differenti segnali elettrici
in ingresso al circuito.

52
00:03:05,120 --> 00:03:09,500
Il circuito di un sommatore da 8 bit contiene
molti piccoli sommatori,

53
00:03:09,500 --> 00:03:12,500
che insieme calcolano la somma.

54
00:03:12,500 --> 00:03:15,660
Diversi circuiti elettrici possono eseguire altre semplici operazioni,

55
00:03:15,660 --> 00:03:17,540
come sottrazione o moltiplicazione.

56
00:03:17,540 --> 00:03:21,150
Infatti, tutte le informazioni elaborate dal tuo computer

57
00:03:21,150 --> 00:03:24,720
producono solo tantissime semplici operazioni messe insieme.

58
00:03:24,720 --> 00:03:28,990
Ogni singola operazione svolta da un computer è così semplice

59
00:03:28,990 --> 00:03:30,720
che potrebbe essere svolta da una persona,

60
00:03:30,720 --> 00:03:34,220
ma questi circuiti dentro al computer
sono estremamente più veloci.

61
00:03:34,820 --> 00:03:38,660
Tanto tempo fa, questi circuiti erano grandi e goffi,

62
00:03:38,660 --> 00:03:42,100
un sommatore da 8 bit poteva essere grande
come un frigorifero

63
00:03:42,100 --> 00:03:45,100
e ci metteva dei minuti per eseguire un semplice calcolo.

64
00:03:45,100 --> 00:03:48,860
Oggi, i circuiti dei computer sono di dimensioni
microscopiche

65
00:03:48,860 --> 00:03:50,580
ed estremamente più veloci.

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00:03:50,580 --> 00:03:53,200
Perché computer più piccoli sono anche più veloci?

67
00:03:53,200 --> 00:03:58,330
Beh, perché più piccoli sono i circuiti, più breve
è la distanza che deve percorrere il segnale elettrico.

68
00:03:58,330 --> 00:04:01,000
L'elettricità si muove quasi alla velocità della luce,

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00:04:01,000 --> 00:04:05,320
per questo i circuiti moderni possono eseguire
miliardi di calcoli al secondo.

70
00:04:05,320 --> 00:04:11,810
Così, sia che tu stia giocando, registrando un video
o esplorando il cosmo,

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00:04:11,810 --> 00:04:14,690
o qualunque altra cosa tu possa fare con la tecnologia,

72
00:04:14,690 --> 00:04:18,860
richiede di elaborare molta informazione molto velocemente.

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00:04:18,860 --> 00:04:24,900
Sotto tutta questa complessità ci sono solo
tantissimi minuscoli circuiti che elaborano segnali binari

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00:04:24,900 --> 00:04:27,720
all'interno di siti web, video, musica e giochi.

75
00:04:27,720 --> 00:04:30,758
Questi circuiti possono anche aiutarci a decodificare il DNA

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00:04:30,758 --> 00:04:32,918
per diagnosticare e curare delle malattie.

77
00:04:32,918 --> 00:04:36,038
Allora, cosa vorresti fare tu con tutti questi circuiti?