1 00:00:08,160 --> 00:00:13,540 Одна из самых крутых особенностей радиоинженерии в том, что создание печатной платы может быть искусством, 2 00:00:13,540 --> 00:00:18,440 если у меня есть творческая идея, я могу ее осуществить с помощью схемы. 3 00:00:20,300 --> 00:00:24,700 Поэтому если у вас есть идеи, вы можете прибегнуть к технологии, чтобы воплотить их в жизнь. 4 00:00:26,860 --> 00:00:32,340 Каждый вводи вывод компьютера является по сути типом информации, 5 00:00:32,340 --> 00:00:37,240 которую можно представить электрическими сигналами "включено" или "выключено", 6 00:00:37,240 --> 00:00:39,060 единицами и нулями. 7 00:00:39,400 --> 00:00:46,360 Для преобразования поступающей на вход информации в конечную, 8 00:00:46,360 --> 00:00:49,920 компьютер должен изменить и объединить различные входные сигналы. 9 00:00:50,540 --> 00:00:57,000 Чтобы сделать это возможным, компьютер использует миллионы мелких электрических компонентов, 10 00:00:57,000 --> 00:00:59,960 которые образуют схемы. 11 00:01:03,040 --> 00:01:08,460 Рассмотрим поближе, как схемы могут изменять и обрабатывать информацию в форме нулей и единиц. 12 00:01:09,460 --> 00:01:12,280 Это очень простая схема. 13 00:01:12,280 --> 00:01:15,820 Она берет электрический сигнал "включено" или "выключено", и инвертирует его. 14 00:01:15,820 --> 00:01:20,580 Поэтому, если на вход подано 1, возвращается 0. 15 00:01:20,580 --> 00:01:23,620 Если на вход подать 0, получим 1. 16 00:01:23,630 --> 00:01:29,680 Сигнал на входе не является тем же сигналом на выходе, поэтому эту схему мы называем "Не равно". 17 00:01:30,040 --> 00:01:36,580 Более сложные схемы могут получать несколько сигналов, комбинировать их и выдавать различные результаты. 18 00:01:36,580 --> 00:01:43,480 В этом примере схема работает с двумя электрическими сигналами, каждый из которых может быть "1" или "0". 19 00:01:43,880 --> 00:01:49,580 Если хотя бы один из входных сигналов "0", то и результат тоже "0". 20 00:01:49,580 --> 00:01:52,720 Схема лишь тогда выдаст "1", 21 00:01:52,780 --> 00:02:00,760 если и входной, и выходной сигналы являются единицами. Поэтому назовем эту схему "И". 22 00:02:01,220 --> 00:02:06,600 Много маленьких схем, как эта, выполняют простые логические вычисления. 23 00:02:06,600 --> 00:02:13,400 Соединяя эти схемы, можно создать более сложные для выполнения сложных вычислений. 24 00:02:13,940 --> 00:02:19,760 Например, можно сделать схему, которая складывает 2 бита, и назвать ее сумматором. 25 00:02:19,840 --> 00:02:26,350 Эта схема принимает 2 отдельных бита, каждый из которых может быть 0 или 1, 26 00:02:26,350 --> 00:02:27,350 складывая их, вычисляет сумму. 27 00:02:27,350 --> 00:02:29,829 Возможные варианты: 0+0 =0 28 00:02:30,340 --> 00:02:34,340 0+1=1, или 1+1=2. 29 00:02:34,360 --> 00:02:39,060 Нам нужно два сигнала на выходе, так как для выражения суммы нам необходимо 2 двоичных числа. 30 00:02:40,060 --> 00:02:44,500 Когда у вас есть один сумматор для сложения двух битов информации, 31 00:02:44,500 --> 00:02:50,340 вы можете объединить произведения сумматоров для сложения бОльших чисел. 32 00:02:51,170 --> 00:02:56,229 Например, здесь 8-битный сумматор складывает число 25 и 50. 33 00:02:57,260 --> 00:03:03,730 Каждое число представлено 8 битами, образуя 16 различных электрических сигналов проходящих в схеме. 34 00:03:04,920 --> 00:03:10,760 Схема для 8-битного сумматора состоит из некоторого числа 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, весь процесс обработки 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 Каждое отдельное действие, которое выполняется компьютером - очень простое, даже для человека, 39 00:03:30,520 --> 00:03:34,100 но схемы внутри компьютера намного быстрее. 40 00:03:34,820 --> 00:03:38,660 Когда-то раньше схемы были большими и громоздкими, 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 - микроскопичны, и значительно более быстрые. 43 00:03:50,580 --> 00:03:53,200 Каким образом меньшие компьютеры являются такими же быстрыми? 44 00:03:53,200 --> 00:03:58,140 Что ж, чем меньше схема, тем меньшее расстояние вынужден преодолевать электрический сигнал. 45 00:03:58,360 --> 00:04:04,320 Электрический сигнал движется на скорости, подобной скорости света, поэтому современные схемы могут выполнять 46 00:04:04,320 --> 00:04:05,320 миллиарды вычислений в секунду. 47 00:04:05,320 --> 00:04:10,720 Поэтому когда вы играете в игру, записываете видео или исследуете космос - 48 00:04:11,860 --> 00:04:17,860 что бы вы ни делали с помощью технологий, требуется чрезвычайно быстрая обработка 49 00:04:17,860 --> 00:04:18,860 огромного количества информации. 50 00:04:18,860 --> 00:04:24,900 За всей этой сложностью скрыто множество мелких схем, которые превращают двоичные сигналы 51 00:04:24,900 --> 00:04:27,720 в веб-сайты, видео, музыку и игры. 52 00:04:27,720 --> 00:04:31,960 Эти схемы могут даже помочь нам расшифровать ДНК для диагностики и лечения болезней. 53 00:04:31,960 --> 00:04:34,920 А что бы вы хотели создать из этих схем?