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COME FUNZIONANO I COMPUTER[br]-------------------------------------------------[br]CIRCUITI & LOGICA

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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

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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 rappresentato 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 combinare

0:00:48.020,0:00:50.540
ed elaborare i dati in ingresso.

0:00:50.540,0:00:55.940
Per fare ciò, un computer usa miliardi[br]di minuscoli componenti elettronici,

0:00:55.940,0:01:00.560
che insieme formano i circuiti.

0:01:03.040,0:01:06.110
Guardiamo più da vicino come[br]i circuiti possono modificare

0:01:06.110,0:01:09.390
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
Circuiti più complessi possono[br]combinare tra loro vari segnali

0:01:34.820,0:01:36.880
e fornire in uscita nuovi 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 almeno uno dei segnali in ingresso è 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 = 10 (2 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 circuito[br]per sommare due bit di dati,

0:02:44.500,0:02:48.170
puoi collegare insieme[br]molti sommatori con riporto

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 un sommatore[br]per numeri a 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,

0:03:09.500,0:03:12.360
che insieme calcolano la somma.

0:03:12.360,0:03:15.660
Altri 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 elaborazioni[br]che il tuo computer svolge

0:03:21.150,0:03:24.720
non sono nient'altro che 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 (BACK IN THE DAY), [br]questi circuiti erano grandi e lenti,

0:03:38.660,0:03:42.100
un sommatore per numeri a 8 bit[br]poteva essere 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
anche per questo i circuiti moderni[br]possono 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,

0:04:14.690,0:04:18.410
richiede di elaborare[br]molti dati molto velocemente.

0:04:18.410,0:04:21.900
Sotto tutta questa complessità ci sono[br]solo tantissimi minuscoli circuiti

0:04:21.900,0:04:24.900
che trasformano segnali binari

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in siti web, video, musica e giochi.

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Questi circuiti possono anche aiutarci[br]a decodificare il DNA

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per diagnosticare e curare delle malattie.

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Allora, cosa vorresti fare tu[br]con tutti questi circuiti?