Een van de leukste dingen die ik heb ontdekt over circuits, is dat schakelingen
een kunstvorm kunnen zijn als ik een creatief idee heb, en ik dat creatieve idee kan uiten door schakelingen.
Als je ideen hebt, dan kun je technologie gebruiken om ideeën tot leven te brengen.
Elke input of output van een computer is in feite een soort informatie,
die door aan of uit elektrische signalen kan worden weergegeven,
of door enen en nullen.
Een computer moet invoersignalen wijzigen om de informatie te verwerken die als input
binnenkomt, en de informatie te maken die wordt uitgevoerd.
Een computer gebruikt miljoenen kleine elektronische componenten die samen een circuit vormen.
Laten we kijken hoe circuits informatie wijzigen en verwerken die in de vorm van enen en nullen wordt gebracht.
Dit is een ongelofelijk eenvoudig circuit.
Het ontvang een elektrisch signaal, aan of uit, en keert het om.
Als je het signaal 1 geeft, dan geeft het circuit een 0,
en als je het circuit een 0 geeft, dan krijg je een 1.
Het signaal dat erin gaat, is niet hetzelfde als dat wat eruit komt, en daarom noemen we dit circuit Not.
Gecompliceerdere circuits kunnen meerder signalen tegelijk ontvangen en deze combineren, en je een ander resultaat geven.
In dit voorbeeld zal een circuit twee elektrische signalen krijgen; elk van hen kan een 1 of een 0 zijn.
Als een van de signalen een 0 is, dan is het resultaat ook 0.
Dit circuit geeft slechts een 1.
Als het eerste signaal en het tweede signaal beide 1 zijn, dan noemen we dit circuit And.
Er bestaan veel kleine circuits zoals deze die eenvoudige logische berekeningen uitvoeren.
Door deze circuits op elkaar aan te sluiten, kunnen we complexere circuits maken die complexere berekeningen uitvoeren.
Je kunt bijvoorbeeld een circuit maken dat 2 bits toevoegd, een Adder.
Dit circuit pakt 2 individuele bits, elke een 1 of een 0, en telt ze op om de som te berekenen.
De som kan 0 plus 0 is 0,
0 plus 1 is 1, of 1 plus 1 is 2 zijn.
Je hebt twee uitvoerkabels nodig omdat er twee binaire cijfers nodig zijn om de som te weergeven.
Zodra je een enkele adder hebt voor het toevoegen van twee bits aan informatie,
kun je meerdere van deze adder-circuits naast elkaar plaatsen om veel grotere berekeningen te maken.
Hier wordt bijvoorbeeld een 8-bit adder gebruikt voor 25 en 50.
Elk getal wordt weergegeven door 8 bits, met 16 verschillende elektrische signalen als resultaat die in het circuit gaan.
Het circuit voor een 8-bit adder bestaat uit veel kleine adders, die samen de som berekenen.
Verschillende elektrische circuits kunnen andere eenvoudige berekeningen uitvoeren zoals aftrekken en vermenigvuldigen.
Al het verwerken van informatie dat je computer doet is in feite niets anders dan heel veel kleine eenvoudig handelingen bij elkaar opgeteld.
Elke handeling gedaan door een computer is zo eenvoudig, dat het door een mens kan worden gedaan,
maar deze circuits in computers zijn enorm veel sneller.
Vroeger waren deze circuits groot en log,
en een 8-bit adder kon zo groot als een koelkast zijn, en het uitvoeren van een eenvoudige berekening nam minuten in beslag.
Tegenwoordig zijn computercircuits microscopisch klein en veel sneller.
Waarom zijn kleinere computers ook sneller?
Hoe kleiner het circuit, hoe minder afstand het elekrische signaal hoeft af te leggen.
Elektriciteit is ongeveer zo snel als het licht, daarom voeren moderne circuites miljarden berekeningen per seconde uit.
Dus of je nu een spel speelt, een video opneemt, of de kosmos verkent,
alles dat je met technologie kunt doen vereist extreem snelle verwerking van veel informatie.
Onder al deze complexiteit zitten gewoon circuitjes die binaire signalen
veranderen in websites, video's, muziek en spellen.
Deze circuits kunnen ons zelfs helpen met het ontcijferen van DNA om ziekten te genezen.
Wat zou jij graag willen doen met al deze circuits?