WEBVTT

00:00:02.560 --> 00:00:06.040
COME FUNZIONANO I COMPUTER
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CIRCUITI & LOGICA

00:00:08.380 --> 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 --> 00:00:19.080
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 --> 00:00:25.580
puoi usare la tecnologia
per fargli prendere vita!

00:00:26.860 --> 00:00:32.340
Ogni ingresso o uscita
di un computer è un tipo di dato

00:00:32.340 --> 00:00:37.240
che può essere rappresentato con segnali
elettrici accesi o spenti

00:00:37.240 --> 00:00:39.410
o con uni e zeri.

00:00:39.410 --> 00:00:43.360
Per trasformare i dati
ricevuti in ingresso

00:00:43.360 --> 00:00:46.360
e per generare quelli
in uscita,

00:00:46.360 --> 00:00:48.020
un computer deve combinare

00:00:48.020 --> 00:00:50.540
ed elaborare i dati in ingresso.

00:00:50.540 --> 00:00:55.940
Per fare ciò, un computer usa miliardi
di minuscoli componenti elettronici,

00:00:55.940 --> 00:01:00.560
che insieme formano i circuiti.

00:01:03.040 --> 00:01:06.110
Guardiamo più da vicino come
i circuiti possono modificare

00:01:06.110 --> 00:01:09.390
i dati rappresentati 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,
ACCESO o SPENTO, 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
Circuiti più complessi possono
combinare tra loro vari segnali

00:01:34.820 --> 00:01:36.880
e fornire in uscita nuovi 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 almeno uno dei segnali in ingresso è 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.

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 = 10 (ovvero 2 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 circuito
per sommare due bit di dati,

00:02:44.500 --> 00:02:48.170
puoi collegare insieme
molti sommatori con riporto

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
per numeri a 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 per numeri a 8 bit
contiene 8 sommatori con riporto per numeri a 2 bit,

00:03:09.500 --> 00:03:12.360
che insieme calcolano la somma.

00:03:12.360 --> 00:03:15.660
Altri 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 elaborazioni
che il tuo computer svolge

00:03:21.150 --> 00:03:24.720
non sono nient'altro che 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 lenti,

00:03:38.660 --> 00:03:42.100
un sommatore per numeri a 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 --> 00:03:55.330
Beh, perché più piccoli sono i circuiti,
più breve è la distanza

00:03:55.330 --> 00:03:58.330
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
anche 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, producendo
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 --> 00:04:18.410
è necessario elaborare molti dati molto velocemente.

00:04:18.410 --> 00:04:21.900
Sotto tutta questa complessità ci sono
solo tantissimi minuscoli circuiti

00:04:21.900 --> 00:04:24.900
che trasformano segnali binari

00:04:24.900 --> 00:04:27.720
in 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?