回路について発見した
一番クールなことの一つは
クリエイティブなアイデアを持っていれば、
回路はアートのような形にもなるってこと
回路を使って、そのクリエイティブなアイデアを受け取ることができる
だから何かアイデアがある場合、
テクノロジーを使って
そのアイデアを人生へもってくることができる
コンピュータの全ての
インプットとアウトプットは
効果的な情報の種類であり、
電気信号のオン／オフによって表示したり
1と0で表すことができる
インプットとなる情報を処理するため、
またその情報をアウトプットへするためには
コンピュータがそのインプット信号を編集し、
組み合わせなければならない
これをするために、コンピュータは
数百万もの小さな電子部品を使用することになる
これが一緒になって回路を作っているんだ
どのように回路が0と1によって
表される情報を修正して
処理するのかについて
もう少し詳しく見てみよう
これは本当にシンプルな回路だ
電気信号、オン／オフをとり
それをフリップする
信号に与えたものが1である場合、
回路は0をあなたに返すことになる
それからあなたは回路へ0を与え、回路は1で返す
ここに入る信号は
出力される信号と同じではないため
これをNOT回路と呼んでいる
より複雑な回路では複数の信号をとり、
それらを組み合わせてから
あなたに異なる結果を渡すことができる
この例では、回路は2つの電気信号をとったので、それぞれ1か0である状態だね
入ってくる信号のどれかが0である場合、
結果もまた0である
この回路はあなたに1を与えることしかできない
もし最初と二番目の信号の両方が1である場合、AND回路と呼ぶことができる
このように単純な論理計算を行うような
小さな回路がたくさんあるんだ
これらの回路を一緒に繋げることで、
より複雑な計算をすることのできる
複雑な回路を作ることもできる
例えば、2ビットを一緒に
追加することのできる回路はアダーと呼ばれる
この回路では、それぞれが1または0である、
2つの個別のビットをとって
合計を計算するためにそれを一緒に追加する
合計は0+0＝0となるね
0+1＝1、もしくは1+1＝2だね
合計を表示させるためには
最大2つの二進数を使用するから、
2つのワイヤーが必要となる
情報の2ビットを追加する
一つのアダーがある場合、
これらのアダー回路を並行して
くっつけることで、
より大きな数字を追加することができる
例えば、どうやって8ビットアダーが
数字の25と50を追加できるのかを
見てみましょう
各数字は8ビットを使って表示されているので、
回路へ入るのは
16つの異なる電気信号ということになる
8ビットのアダー回路は、
その中にたくさんの小さなアダーを有している
それを一緒にして合計を算出するためだね
異なる電気回路は、引き算や掛け算のような
その他単純な計算を行うこともできる
実際、
コンピュータが処理している全ての情報は
本当にたくさんの小さくて単純な作業を
一緒にしているだけなんだ
コンピュータによって行われる
それぞれの個別の作業は
本当にシンプルで、人間にもできることだよ
だけど、コンピュータの中にある回路は
本当に素早く計算することができる
昔、このような回路は大きくて重たかった
8ビットアダーが冷蔵庫くらい大きくて
単純な計算を行うのにも
何分もかかるようなものだった
今日では、コンピュータの回路は
微小サイズであり、超高速だね
なぜ、より小さなコンピュータの速度が
高いんだろう？
うーんと、小さい回路の方が電気信号が
通らなければいけない距離が短くなるからだよ
電子移動は光の速さのような速度なので、
現代の回路だと
一秒に数十億の計算を行うことができる
そう、ゲームをプレイしていても
ビデオを録画していても
宇宙を探索していてもね
テクノロジーで可能な全てのことには
驚くほどの速度で
処理されなきゃならない情報がたくさんある
この全ての複雑さの下には
本当に小さくてたくさんの回路があって
それらが二進法信号を使って
ウェブサイトやビデオ、
音楽やゲームに変えていくんだ
この回路は、病気を治したり診断するために
DNAを読み解くことだってできるんだよ
じゃあ、この全ての回路を使って
君は何がしたい？