Jednou z najúžasnejších vecí, ktorú
som objavil v obvodoch,
je, že obvody môžu byť formou umenia,
napr. kreatívny nápad môžem realizovať
pomocou obvodov. Pomocou technológií
môžete tieto nápady uskutočňovať.
Každý vstup alebo výstup počítača je
skutočne typom informácií,
ktoré môžu byť zobrazené pomocou
zapnutých/vypnutých elektrických signálov
alebo jednotiek a núl.
S cieľom spracovať vstupné informácie a
vytvoriť výstupné informácie,
počítač musí modifikovať a kombinovať
vstupné signály.
Na to počítač používa milióny malých
elektronických komponentov, ktorých
spojenia vytvárajú obvody.Pozrime sa,
ako obvody modifikujú a spracovávajú
informácie, ktoré sú zastúpené v
jednotkách a nulách. Je to
jednoduchý obvod. Preberie elektrický
signál, zapnutý/vypnutý a prepína
medzi nimi. Ak signál, ktorý mu dáte, je
1, obvod vám dá číslo 0,
a ak dáte obvodu číslo 0, dá vám číslo 1.
Signál na vstupe nie je rovnaký ako
signál pri výstupe,preto obvod nazývame
nie. Zložitejšie obvody môžu prijímať viac
signálov a kombinovať ich, môžu vám
priniesť iný výsledok. V tomto príklade
bude mať obvod 2 elektrické signály, každý
môže byť 1 alebo 0. Ak je ľubovoľný
vstupný signál 0,potom aj výsledok je 0.
Tento odvod vám dá iba 1,
ak prvý aj druhý signál sú 1, tak
nazývame obvod "a".
Je veľa malých obvodov ako tento, ktoré
vykonávajú jednoduché logické výpočty.
Spojením týchto obvodov dokážeme vytvoriť
zložitejšie obvody, ktoré vykonávajú
zložitejšie výpočty. Napr. môžete
vytvoriť obvod,ktorý sčíta 2 bity, sčítač.
Tento obvod má 2 samostatné bity,
každý s 1 alebo 0, sčíta ich na výpočet
sumy, ktorá môže byť 0 plus 0 rovná sa 0,
0 plus 1 rovná sa 1 alebo 1 plus 1 rovná
sa 2.
Potrebujete dva káble na výstupe, pretože
sa budú vyžadovať dve binárne číslice
na zobrazenie sumy. Keď budete mať ščítač
na sčítanie dvoch bitov informácií,
môžete pospájať viaceré tieto obvody
sčítača vedľa seba na sčítanie väčších
čísiel. Napr. 8-bitová sčítačka sčíta
25 a 50.
Každé číslo je znázornené v 8 bitoch, čo
je 16 rôznych elektrických signálov, ktoré
vstupujú do obvodu. Obvod 8-bitovej
sčítačky má vo vnútri veľa malých sčítačov
ktoré spolu vypočítajú sumu. Rôzne obvody
vykonávajú iné jednoduché výpočty, ako je
odčítanie alebo násobenie.Všetky počítačom
spracúvané informácie sú len zoskupenia
jednoduchých operácií. Každá operácia
vykonaná pomocou počítača je tak
jednoduchá, že by ju zvládol aj človek,
ale obvody vnútri počítača sú oveľa
rýchlejšie. V minulosti boli tieto obvody
veľké a neohrabané,
a 8-bitový sčítač by mohol byť tak veľký
ako chladnička a vykonanie jednoduchého
výpočtu by trvalo niekoľko minút. Dnes
majú počítačové obvody mikroskopickú
veľkosť a sú oveľa rýchlejšie.
Prečo sú menšie počítače
tiež rýchlejšie? Pretože čím menší
obvod, tým menšiu vzdialenosť musí
elektrický signál prejsť. Elektrina sa
pohybuje takmer rýchlosťou svetla, preto
môžu moderné obvody vykonávať miliardy
výpočtov za sekundu. Či už hráte hru,
nahrávate video alebo skúmate vesmír,
všetky úkony pomocou technológie, vyžadujú
rýchle spracovanie množstva informácií.
Pod obalom je len veľa malinkých obvodov,
ktoré premieňajú binárne signály na
weby,videá,hudbu a hry
Tieto obvody nám môžu dokonca pomôcť
dekódovať DNA na diagnostiku a liečbu
chorôb.Čo by ste chceli robiť so všetkými
týmito obvodmi?