WEBVTT 00:00:02.560 --> 00:00:06.040 COME FUNZIONANO I COMPUTER ------------------------------------------------- CIRCUITI & LOGICA 00:00:08.530 --> 00:00:11.750 Una delle cose più fantastiche che ho scoperto sui circuiti elettrici 00:00:11.750 --> 00:00:14.460 è che possono assumere una forma artistica; 00:00:14.460 --> 00:00:20.300 se ho un'idea creativa, posso realizzarla con dei circuiti. 00:00:20.300 --> 00:00:21.950 Quindi, se hai delle idee, 00:00:21.950 --> 00:00:26.860 puoi usare la tecnologia per fargli prendere vita! 00:00:26.860 --> 00:00:32.340 Ogni ingresso (INPUT) o uscita (OUTPUT) di un computer è un tipo di informazione 00:00:32.340 --> 00:00:37.240 che può essere rappresentata con segnali elettrici accesi (ON) o spenti (OFF) 00:00:37.240 --> 00:00:39.410 o con uni e zeri. 00:00:39.410 --> 00:00:43.360 Per elaborare le informazioni in ingresso 00:00:43.360 --> 00:00:46.360 e per generare quelle in uscita, 00:00:46.360 --> 00:00:48.020 un computer deve modificare 00:00:48.020 --> 00:00:50.540 e combinare le informazioni in ingresso. 00:00:50.540 --> 00:00:59.840 Per fare ciò, un computer usa milioni di minuscoli componenti elettronici, che insieme formano i circuiti. 00:01:03.040 --> 00:01:09.390 Guardiamo più da vicino come i circuiti possono modificare le informazioni rappresentate con uni e zeri. 00:01:09.390 --> 00:01:12.280 Questo è un circuito semplicissimo. 00:01:12.280 --> 00:01:15.820 Prende un segnale elettrico, ON o OFF, e lo inverte. 00:01:15.820 --> 00:01:18.280 Quindi, se il segnale che fornisci è 1, 00:01:18.280 --> 00:01:20.580 il circuito ti risponde 0 00:01:20.580 --> 00:01:23.620 e se dai al circuito uno 0, lui ti restituisce un 1. 00:01:23.630 --> 00:01:27.500 Il segnale che entra NON è uguale a quello che esce, 00:01:27.500 --> 00:01:30.040 perciò chiamiamo questo circuito NOT. 00:01:30.040 --> 00:01:34.820 Dei circuiti più complessi possono combinare insieme alcuni segnali 00:01:34.820 --> 00:01:36.880 e fornire in uscita diversi risultati. 00:01:36.880 --> 00:01:40.880 In questo esempio, un circuito riceve in ingresso due segnali, 00:01:40.880 --> 00:01:43.880 ognuno può essere 1 o 0. 00:01:43.880 --> 00:01:46.580 Se entrambi i segnali in ingresso sono 0, 00:01:46.580 --> 00:01:49.580 allora anche il risultato è 0. 00:01:49.580 --> 00:01:52.720 Questo circuito restituisce 1 solo se 00:01:52.780 --> 00:01:58.220 il primo segnale e (AND) il secondo segnale sono entrambi 1, 00:01:58.220 --> 00:02:01.220 perciò chiamiamo questo circuito AND. 00:02:01.220 --> 00:02:03.600 Ci sono molti piccoli circuiti come questo 00:02:03.600 --> 00:02:06.600 che svolgono semplici operazioni logiche. 00:02:06.600 --> 00:02:08.760 Collegando insieme questi circuiti, 00:02:08.760 --> 00:02:11.240 possiamo creare circuiti più complessi 00:02:11.240 --> 00:02:13.940 che eseguono operazioni più complesse. 00:02:13.940 --> 00:02:18.160 Per esempio, puoi realizzare un circuito che somma due bit, 00:02:18.160 --> 00:02:19.840 chiamato sommatore (ADDER). 00:02:19.840 --> 00:02:24.350 Questo circuito riceve in ingresso due singoli bit, ognuno 1 o 0, 00:02:24.350 --> 00:02:27.350 e li elabora per calcolare la somma. 00:02:27.350 --> 00:02:32.700 La somma può essere 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1 00:02:32.700 --> 00:02:34.470 oppure 1 + 1 = 2 (ovvero `10` in binario). 00:02:34.470 --> 00:02:36.660 Hai bisogno di due fili in uscita, 00:02:36.660 --> 00:02:40.060 perché servono due cifre binarie per rappresentare la somma. 00:02:40.060 --> 00:02:44.500 Ora che hai un singolo sommatore per due bit di informazione, 00:02:44.500 --> 00:02:48.170 puoi collegare insieme molti di questi sommatori 00:02:48.170 --> 00:02:51.170 per elaborare numeri più grandi. 00:02:51.170 --> 00:02:54.260 Per esempio, ecco come un sommatore da 8 bit 00:02:54.260 --> 00:02:57.260 addiziona i numeri 25 e 50. 00:02:57.260 --> 00:03:00.440 Ogni numero è rappresentato usando 8 bit, 00:03:00.440 --> 00:03:05.120 si hanno quindi 16 differenti segnali elettrici in ingresso al circuito. 00:03:05.120 --> 00:03:09.500 Il circuito di un sommatore da 8 bit contiene molti piccoli sommatori, 00:03:09.500 --> 00:03:12.500 che insieme calcolano la somma. 00:03:12.500 --> 00:03:15.660 Diversi circuiti elettrici possono eseguire altre semplici operazioni, 00:03:15.660 --> 00:03:17.540 come sottrazione o moltiplicazione. 00:03:17.540 --> 00:03:21.150 Infatti, tutte le informazioni elaborate dal tuo computer 00:03:21.150 --> 00:03:24.720 producono solo tantissime semplici operazioni messe insieme. 00:03:24.720 --> 00:03:28.990 Ogni singola operazione svolta da un computer è così semplice 00:03:28.990 --> 00:03:30.720 che potrebbe essere svolta da una persona, 00:03:30.720 --> 00:03:34.220 ma questi circuiti dentro al computer sono estremamente più veloci. 00:03:34.820 --> 00:03:38.660 Tanto tempo fa, questi circuiti erano grandi e goffi, 00:03:38.660 --> 00:03:42.100 un sommatore da 8 bit poteva essere grande come un frigorifero 00:03:42.100 --> 00:03:45.100 e ci metteva dei minuti per eseguire un semplice calcolo. 00:03:45.100 --> 00:03:48.860 Oggi, i circuiti dei computer sono di dimensioni microscopiche 00:03:48.860 --> 00:03:50.580 ed estremamente più veloci. 00:03:50.580 --> 00:03:53.200 Perché computer più piccoli sono anche più veloci? 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. 00:03:58.330 --> 00:04:01.000 L'elettricità si muove quasi alla velocità della luce, 00:04:01.000 --> 00:04:05.320 per questo i circuiti moderni possono eseguire miliardi di calcoli al secondo. 00:04:05.320 --> 00:04:11.810 Così, sia che tu stia giocando, registrando un video o esplorando il cosmo, 00:04:11.810 --> 00:04:14.690 o qualunque altra cosa tu possa fare con la tecnologia, 00:04:14.690 --> 00:04:18.860 richiede di elaborare molta informazione molto velocemente. 00:04:18.860 --> 00:04:24.900 Sotto tutta questa complessità ci sono solo tantissimi minuscoli circuiti che elaborano segnali binari 00:04:24.900 --> 00:04:27.720 all'interno di siti web, video, musica e giochi. 00:04:27.720 --> 00:04:30.758 Questi circuiti possono anche aiutarci a decodificare il DNA 00:04:30.758 --> 00:04:32.918 per diagnosticare e curare delle malattie. 00:04:32.918 --> 00:04:36.038 Allora, cosa vorresti fare tu con tutti questi circuiti?