WEBVTT

00:00:03.420 --> 00:00:05.480
Схемы и логика

00:00:08.160 --> 00:00:13.540
Одна из самых крутых возможностей схем это то, что
схема может быть искусством,

00:00:13.540 --> 00:00:18.440
если у меня есть креативная идея, я могу ее осуществить
с помощью схемы.

00:00:20.300 --> 00:00:24.700
Поэтому если у вас есть идеи, можете использовать
технологии, чтобы воплотить их в жизнь.

00:00:26.860 --> 00:00:32.340
Каждый вход и выход данных с компьютера является по
сути типу информации,

00:00:32.340 --> 00:00:37.240
которую можно представить электрическими сигналами
включено и исключено,

00:00:37.240 --> 00:00:39.060
единичками и ноликами.

00:00:39.400 --> 00:00:46.360
Для обработки информации, как поступает на вход и
для того, чтобы создать исходную информацию,

00:00:46.360 --> 00:00:49.920
компьютер должен изменить и объединить различные
входные сигналы.

00:00:50.540 --> 00:00:57.000
Чтобы это сделать, компьютер использует миллионы
миниатюрных электрических компонентов,

00:00:57.000 --> 00:00:59.960
которые образуют схемы.

00:01:03.040 --> 00:01:08.460
Рассмотрим поближе, как схемы могут изменять и
обрабатывать информацию в форме нулей и единиц.

00:01:09.460 --> 00:01:12.280
Это очень простая схема.

00:01:12.280 --> 00:01:15.820
Она берет электрический сигнал, включены не исключено,
и вращает его.

00:01:15.820 --> 00:01:20.580
Если на вход подано 1, схема возвращает 0.

00:01:20.580 --> 00:01:23.620
Если на вход дать 0, получим 1.

00:01:23.630 --> 00:01:29.680
Сигнал на входе НЕ такой же, как сигнал на выходе,
поэтому эту схему можно назвать НЕ.

00:01:30.040 --> 00:01:36.580
Сложные схемы могут получать много сигналов и сочетать
их, и выдавать другой результат.

00:01:36.580 --> 00:01:43.480
В этом примере схема берет два электрические сигналы,
каждый из которых может быть 1 или 0.

00:01:43.880 --> 00:01:49.580
Если хотя бы один из входных сигналов ноль, то и
результат тоже ноль.

00:01:49.580 --> 00:01:52.720
Эта схема только тогда даст на выходе 1,

00:01:52.780 --> 00:02:00.760
если и входной, и выходной сигналы являются
единицами. Поэтому назовем эту схему И.

00:02:01.220 --> 00:02:06.600
Много маленьких схем, похожих на эту, выполняют
простые логические вычисления.

00:02:06.600 --> 00:02:13.400
Соединяя эти схемы, можно создать сложные для
выполнения сложных вычислений.

00:02:13.940 --> 00:02:19.760
Например, можно сделать схему, которая добавляет 2
бита, и назвать ее сумматором.

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.

00:02:27.350 --> 00:02:29.829
Сумма может быть 0 добавить 0 будет 0,

00:02:30.340 --> 00:02:34.340
0 добавить 1 будет 1, а 1 добавить 1 будет 2.

00:02:34.360 --> 00:02:39.990
Нужно два провода на выходе, потому что для
представления суммы может потребоваться две двоичные
цифры.

00:02:40.060 --> 00:02:44.500
Когда вы простой сумматор для сложения двух битов
информации,

00:02:44.500 --> 00:02:50.340
можно соединить несколько экземпляров этих сумматоров
вместе для добавления больших чисел.

00:02:51.170 --> 00:02:56.229
Например, вот 8-битный сумматор добавляет число 25
и 50.

00:02:57.260 --> 00:03:03.730
Каждое число представлено 8 битами, образуя 16
различных электрических сигналов на входе схемы.

00:03:04.920 --> 00:03:10.760
Схема 8-битного сумматора состоит из нескольких
меньших сумматоров, которые вместе вычисляют
сумму.

00:03:12.500 --> 00:03:17.340
Различные электрические схемы могут выполнять другие
простые вычисления: вычитание или умножение.

00:03:17.340 --> 00:03:21.260
Собственно, вся обработка информации, которую
выполняет компьютер,

00:03:21.260 --> 00:03:24.720
сводится к сочетанию множества простых операций.

00:03:24.720 --> 00:03:30.520
Каждая отдельная действие, которое выполняется
компьютером, очень простая, даже для человека,

00:03:30.520 --> 00:03:34.100
но схемы внутри компьютера несравненно быстрее.

00:03:34.820 --> 00:03:38.660
Когда-то раньше схемы были большие и громоздкие,

00:03:38.660 --> 00:03:44.780
8-битный сумматор мог быть размером с холодильник,
и простое вычисление длилось минутами.

00:03:45.100 --> 00:03:50.060
Сегодня же компьютерные схемы - микроскопические,
и много-значительно быстрее.

00:03:50.580 --> 00:03:53.200
Как же меньше компьютеры являются более быстрыми?

00:03:53.200 --> 00:03:58.140
Чем меньше схема, тем меньшее расстояние вынужден
преодолевать электрический сигнал.

00:03:58.360 --> 00:04:04.340
Электрический сигнал движется почти на скорости
света, поэтому современные схемы могут выполнять
миллиарды вычислений в секунду.

00:04:05.320 --> 00:04:10.720
Поэтому когда вы играете в игру, записываете видео
или исследуете космос,

00:04:11.860 --> 00:04:18.019
все, что бы вы ни делали с помощью технологий,
требует чрезвычайно быстрой обработки огромного
количества информации.

00:04:18.860 --> 00:04:24.900
По этой сложностью стоят много маленьких схем,
которые превращают двоичные сигналы

00:04:24.900 --> 00:04:27.720
в веб-сайты, видео, музыку и игры.

00:04:27.720 --> 00:04:31.960
Эти схемы могут даже помочь нам расшифровать ДНК
для диагностики и лечения болезней.

00:04:31.960 --> 00:04:34.920
А что бы вы хотели создать из этих схем?