0:00:02.560,0:00:06.040 COME FUNZIONANO I COMPUTER[br]-------------------------------------------------[br]CIRCUITI & LOGICA 0:00:08.380,0:00:11.750 Una delle cose più fantastiche che[br]ho scoperto sui circuiti elettrici 0:00:11.750,0:00:14.460 è che possono assumere una forma artistica 0:00:14.460,0:00:19.080 se ho un'idea creativa,[br]posso realizzarla con dei circuiti. 0:00:20.300,0:00:21.950 Quindi, se hai delle idee, 0:00:21.950,0:00:25.580 puoi usare la tecnologia[br]per fargli prendere vita! 0:00:26.860,0:00:32.340 Ogni ingresso (INPUT) o uscita (OUTPUT)[br]di un computer è un tipo di dato 0:00:32.340,0:00:37.240 che può essere rappresentata con segnali[br]elettrici accesi (ON) o spenti (OFF) 0:00:37.240,0:00:39.410 o con uni e zeri. 0:00:39.410,0:00:43.360 Per elaborare i dati[br]ricevuti in ingresso (INPUT) 0:00:43.360,0:00:46.360 e per generare quelli[br]in uscita (OUTPUT), 0:00:46.360,0:00:48.020 un computer deve modificare 0:00:48.020,0:00:50.540 e combinare i dati in ingresso. 0:00:50.540,0:00:59.840 Per fare ciò, un computer usa milioni[br]di minuscoli componenti elettronici, 0:00:59.840,0:01:02.840 che insieme formano i circuiti. 0:01:03.040,0:01:06.390 Guardiamo più da vicino come[br]i circuiti possono modificare 0:01:06.390,0:01:09.390 i dati rappresentati con uni e zeri. 0:01:09.390,0:01:12.280 Questo è un circuito semplicissimo. 0:01:12.280,0:01:15.820 Prende un segnale elettrico,[br]ON o OFF, e lo inverte. 0:01:15.820,0:01:18.280 Quindi, se il segnale che fornisci è 1, 0:01:18.280,0:01:20.580 il circuito ti risponde 0 0:01:20.580,0:01:23.620 e se dai al circuito uno 0,[br]lui ti restituisce un 1. 0:01:23.630,0:01:27.500 Il segnale che entra[br]NON è uguale a quello che esce, 0:01:27.500,0:01:30.040 perciò chiamiamo questo circuito NOT. 0:01:30.040,0:01:34.820 Dei circuiti più complessi possono[br]combinare insieme alcuni segnali 0:01:34.820,0:01:36.880 e fornire in uscita diversi risultati. 0:01:36.880,0:01:40.880 In questo esempio, un circuito riceve[br]in ingresso due segnali, 0:01:40.880,0:01:43.880 ognuno può essere 1 o 0. 0:01:43.880,0:01:46.580 Se entrambi i segnali in ingresso sono 0, 0:01:46.580,0:01:49.580 allora anche il risultato è 0. 0:01:49.580,0:01:52.720 Questo circuito restituisce 1 solo se 0:01:52.780,0:01:58.220 il primo segnale e (AND) il secondo[br]segnale sono entrambi 1, 0:01:58.220,0:02:01.220 perciò chiamiamo questo circuito AND. 0:02:01.220,0:02:03.600 Ci sono molti piccoli circuiti come questo 0:02:03.600,0:02:06.600 che svolgono semplici operazioni logiche. 0:02:06.600,0:02:08.760 Collegando insieme questi circuiti, 0:02:08.760,0:02:11.240 possiamo creare circuiti più complessi 0:02:11.240,0:02:13.940 che eseguono operazioni più complesse. 0:02:13.940,0:02:18.160 Per esempio, puoi realizzare[br]un circuito che somma due bit, 0:02:18.160,0:02:19.840 chiamato sommatore (ADDER). 0:02:19.840,0:02:24.350 Questo circuito riceve in ingresso[br]due singoli bit, ognuno 1 o 0, 0:02:24.350,0:02:27.350 e li elabora per calcolare la somma. 0:02:27.350,0:02:32.700 La somma può essere 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1 0:02:32.700,0:02:34.470 oppure 1 + 1 = 2[br](ovvero `10` in binario). 0:02:34.470,0:02:36.660 Hai bisogno di due fili in uscita, 0:02:36.660,0:02:40.060 perché servono due cifre binarie[br]per rappresentare la somma. 0:02:40.060,0:02:44.500 Ora che hai un singolo sommatore[br]per due bit di informazione, 0:02:44.500,0:02:48.170 puoi collegare insieme[br]molti di questi sommatori 0:02:48.170,0:02:51.170 per elaborare numeri più grandi. 0:02:51.170,0:02:54.260 Per esempio, ecco come[br]un sommatore da 8 bit 0:02:54.260,0:02:57.260 addiziona i numeri 25 e 50. 0:02:57.260,0:03:00.440 Ogni numero è rappresentato usando 8 bit, 0:03:00.440,0:03:05.120 si hanno quindi 16 differenti[br]segnali elettrici in ingresso al circuito. 0:03:05.120,0:03:09.500 Il circuito di un sommatore da 8 bit[br]contiene molti piccoli sommatori, 0:03:09.500,0:03:12.500 che insieme calcolano la somma. 0:03:12.500,0:03:15.660 Diversi circuiti elettrici possono[br]eseguire altre semplici operazioni, 0:03:15.660,0:03:17.540 come sottrazione o moltiplicazione. 0:03:17.540,0:03:21.150 Infatti, tutte le informazioni[br]elaborate dal tuo computer 0:03:21.150,0:03:24.720 producono solo tantissime[br]semplici operazioni messe insieme. 0:03:24.720,0:03:28.990 Ogni singola operazione[br]svolta da un computer è così semplice 0:03:28.990,0:03:30.720 che potrebbe essere[br]svolta da una persona, 0:03:30.720,0:03:34.220 ma questi circuiti dentro al computer[br]sono estremamente più veloci. 0:03:34.820,0:03:38.660 Tanto tempo fa, questi circuiti[br]erano grandi e lenti, 0:03:38.660,0:03:42.100 un sommatore da 8 bit poteva essere[br]grande come un frigorifero 0:03:42.100,0:03:45.100 e ci metteva dei minuti[br]per eseguire un semplice calcolo. 0:03:45.100,0:03:48.860 Oggi, i circuiti dei computer sono[br]di dimensioni microscopiche 0:03:48.860,0:03:50.580 ed estremamente più veloci. 0:03:50.580,0:03:53.200 Perché computer più piccoli[br]sono anche più veloci? 0:03:53.200,0:03:55.330 Beh, perché più piccoli sono i circuiti,[br]più breve è la distanza 0:03:55.330,0:03:58.330 che deve percorrere il segnale elettrico. 0:03:58.330,0:04:01.000 L'elettricità si muove[br]quasi alla velocità della luce, 0:04:01.000,0:04:05.320 per questo i circuiti moderni possono[br]eseguire miliardi di calcoli al secondo. 0:04:05.320,0:04:11.810 Così, sia che tu stia giocando, producendo[br]un video o esplorando il cosmo, 0:04:11.810,0:04:14.690 o qualunque altra cosa[br]tu possa fare con la tecnologia, 0:04:14.690,0:04:18.860 richiede di elaborare[br]molti dati molto velocemente. 0:04:18.860,0:04:21.900 Sotto tutta questa complessità ci sono[br]solo tantissimi minuscoli circuiti 0:04:21.900,0:04:24.900 che elaborano segnali binari 0:04:24.900,0:04:27.720 all'interno di siti web, video,[br]musica e giochi. 0:04:27.720,0:04:30.758 Questi circuiti possono anche aiutarci[br]a decodificare il DNA 0:04:30.758,0:04:32.918 per diagnosticare e curare delle malattie. 0:04:32.918,0:04:36.038 Allora, cosa vorresti fare tu[br]con tutti questi circuiti?