1
00:00:03,420 --> 00:00:05,480
Схемы и логика

2
00:00:08,160 --> 00:00:13,540
Одна из самых крутых возможностей схем это то, что
схема может быть искусством,

3
00:00:13,540 --> 00:00:18,440
если у меня есть креативная идея, я могу ее осуществить
с помощью схемы.

4
00:00:20,300 --> 00:00:24,700
Поэтому если у вас есть идеи, можете использовать
технологии, чтобы воплотить их в жизнь.

5
00:00:26,860 --> 00:00:32,340
Каждый вход и выход данных с компьютера является по
сути типу информации,

6
00:00:32,340 --> 00:00:37,240
которую можно представить электрическими сигналами
включено и исключено,

7
00:00:37,240 --> 00:00:39,060
единичками и ноликами.

8
00:00:39,400 --> 00:00:46,360
Для обработки информации, как поступает на вход и
для того, чтобы создать исходную информацию,

9
00:00:46,360 --> 00:00:49,920
компьютер должен изменить и объединить различные
входные сигналы.

10
00:00:50,540 --> 00:00:57,000
Чтобы это сделать, компьютер использует миллионы
миниатюрных электрических компонентов,

11
00:00:57,000 --> 00:00:59,960
которые образуют схемы.

12
00:01:03,040 --> 00:01:08,460
Рассмотрим поближе, как схемы могут изменять и
обрабатывать информацию в форме нулей и единиц.

13
00:01:09,460 --> 00:01:12,280
Это очень простая схема.

14
00:01:12,280 --> 00:01:15,820
Она берет электрический сигнал, включены не исключено,
и вращает его.

15
00:01:15,820 --> 00:01:20,580
Если на вход подано 1, схема возвращает 0.

16
00:01:20,580 --> 00:01:23,620
Если на вход дать 0, получим 1.

17
00:01:23,630 --> 00:01:29,680
Сигнал на входе НЕ такой же, как сигнал на выходе,
поэтому эту схему можно назвать НЕ.

18
00:01:30,040 --> 00:01:36,580
Сложные схемы могут получать много сигналов и сочетать
их, и выдавать другой результат.

19
00:01:36,580 --> 00:01:43,480
В этом примере схема берет два электрические сигналы,
каждый из которых может быть 1 или 0.

20
00:01:43,880 --> 00:01:49,580
Если хотя бы один из входных сигналов ноль, то и
результат тоже ноль.

21
00:01:49,580 --> 00:01:52,720
Эта схема только тогда даст на выходе 1,

22
00:01:52,780 --> 00:02:00,760
если и входной, и выходной сигналы являются
единицами. Поэтому назовем эту схему И.

23
00:02:01,220 --> 00:02:06,600
Много маленьких схем, похожих на эту, выполняют
простые логические вычисления.

24
00:02:06,600 --> 00:02:13,400
Соединяя эти схемы, можно создать сложные для
выполнения сложных вычислений.

25
00:02:13,940 --> 00:02:19,760
Например, можно сделать схему, которая добавляет 2
бита, и назвать ее сумматором.

26
00:02:19,840 --> 00:02:27,040
Эта схема принимает 2 отдельные биты, каждый из
которых может быть 0 или 1, и добавляет их, вычисляя
сумму.

27
00:02:27,350 --> 00:02:29,829
Сумма может быть 0 добавить 0 будет 0,

28
00:02:30,340 --> 00:02:34,340
0 добавить 1 будет 1, а 1 добавить 1 будет 2.

29
00:02:34,360 --> 00:02:39,990
Нужно два провода на выходе, потому что для
представления суммы может потребоваться две двоичные
цифры.

30
00:02:40,060 --> 00:02:44,500
Когда вы простой сумматор для сложения двух битов
информации,

31
00:02:44,500 --> 00:02:50,340
можно соединить несколько экземпляров этих сумматоров
вместе для добавления больших чисел.

32
00:02:51,170 --> 00:02:56,229
Например, вот 8-битный сумматор добавляет число 25
и 50.

33
00:02:57,260 --> 00:03:03,730
Каждое число представлено 8 битами, образуя 16
различных электрических сигналов на входе схемы.

34
00:03:04,920 --> 00:03:10,760
Схема 8-битного сумматора состоит из нескольких
меньших сумматоров, которые вместе вычисляют
сумму.

35
00:03:12,500 --> 00:03:17,340
Различные электрические схемы могут выполнять другие
простые вычисления: вычитание или умножение.

36
00:03:17,340 --> 00:03:21,260
Собственно, вся обработка информации, которую
выполняет компьютер,

37
00:03:21,260 --> 00:03:24,720
сводится к сочетанию множества простых операций.

38
00:03:24,720 --> 00:03:30,520
Каждая отдельная действие, которое выполняется
компьютером, очень простая, даже для человека,

39
00:03:30,520 --> 00:03:34,100
но схемы внутри компьютера несравненно быстрее.

40
00:03:34,820 --> 00:03:38,660
Когда-то раньше схемы были большие и громоздкие,

41
00:03:38,660 --> 00:03:44,780
8-битный сумматор мог быть размером с холодильник,
и простое вычисление длилось минутами.

42
00:03:45,100 --> 00:03:50,060
Сегодня же компьютерные схемы - микроскопические,
и много-значительно быстрее.

43
00:03:50,580 --> 00:03:53,200
Как же меньше компьютеры являются более быстрыми?

44
00:03:53,200 --> 00:03:58,140
Чем меньше схема, тем меньшее расстояние вынужден
преодолевать электрический сигнал.

45
00:03:58,360 --> 00:04:04,340
Электрический сигнал движется почти на скорости
света, поэтому современные схемы могут выполнять
миллиарды вычислений в секунду.

46
00:04:05,320 --> 00:04:10,720
Поэтому когда вы играете в игру, записываете видео
или исследуете космос,

47
00:04:11,860 --> 00:04:18,019
все, что бы вы ни делали с помощью технологий,
требует чрезвычайно быстрой обработки огромного
количества информации.

48
00:04:18,860 --> 00:04:24,900
По этой сложностью стоят много маленьких схем,
которые превращают двоичные сигналы

49
00:04:24,900 --> 00:04:27,720
в веб-сайты, видео, музыку и игры.

50
00:04:27,720 --> 00:04:31,960
Эти схемы могут даже помочь нам расшифровать ДНК
для диагностики и лечения болезней.

51
00:04:31,960 --> 00:04:34,920
А что бы вы хотели создать из этих схем?