สิ่งที่เจ๋งที่สุดที่ฉันค้นพบเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้าคือ
วงจรไฟฟ้าเหมือนเป็นรูปแบบหนึ่งของศิลปะ ถ้าฉันมีความคิดสร้างสรรค์ ฉันสามารถจะแสดงความคิดสร้างสรรค์ออกมาด้วยวงจรไฟฟ้า
ดังนั้น ถ้าคุณมีไอเดียบางอย่าง คุณสามารถใช้เทคโนโลยีทำให้ไอเดียเหล่านั้นเป็นจริง
ในความเป็นจริงแล้วข้อมูลทั้งหมดที่ใส่เข้าไป หรือนำออกมาจากคอมพิวเตอร์เป็นข้อมูลประเภทหนึ่ง
ที่สามารถแทนค่าด้วยสัญญาณไฟฟ้าเปิดหรือปิด
หรือ 1 และ 0
เพื่อประมวลผลข้อมูลที่เข้ามา และทำให้ข้อมูลเป็นผลลัพท์แสดงออกไป
คอมพิวเตอร์ต้องปรับแต่งและรวมสัญญาณที่เข้ามา
คอมพิวเตอร์ทำสิ่งเหล่านี้ได้ โดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ ขนาดเล็กๆ เป็นล้านๆ ส่วน มาประกอบกันเป็นวงจรไฟฟ้า
ลองเข้าไปดูใกล้ๆ ว่าวงจรไฟฟ้าเหล่านี้สามารถปรับแต่งและประมวลข้อมูล ที่ถูกแทนค่าแล้วด้วยเลข 1 และ 0
มันเป็นวงจรที่ง่ายอย่างไม่น่าเชื่อ
มันรับสัญญาณไฟฟ้า เปิด หรือ ปิด เข้าไป แล้วก็ทำให้ค่าเป็นตรงข้าม
ดังนั้นถ้าคุณให้สัญญาณ 1 เข้าไป, วงจรจะให้ 0 กลับมา
และถ้าคุณให้สัญญาณ 0 เข้าไปในวงจร, มันจะให้ 1 ออกมา
สัญญาณที่เข้าไป "ไม่" เหมือนสัญญาณที่ออกมา เราเรียกมันว่า วงจร "ไม่" (NOT)
วงจรที่ซับซ้อนขึ้นอีก สามารถที่จะรับสัญญาณหลายๆ สัญญาณ แล้วรวมมันเข้าด้วยกัน แล้วให้ผลลัพท์ที่ต่างออกไป
ในตัวอย่างนี้ วงจรจะรับสัญญาณไฟฟ้าเข้าไป 2 อัน และแต่ละอัน อาจจะเป็น 1 หรือ 0
หากสัญญาณอันใดอันนึงที่เข้ามาเป็น 0 สัญญาณที่ออกมาจะเป็น 0
วงจรนี้จะให้ผลลัพท์เป็น 1 ก็ต่อเมื่อ..
สัญญาณแรก "และ" สัญญาณที่สองเป็น 1 ทั้งคู่, เราเลยเรียกว่า วงจร "และ" (AND)
มันมีวงจรเล็กๆแบบนี้มากมายที่ทำหน้าที่คำนวณทางตรรกะอย่างง่าย
ด้วยการเชื่อมโยงวงจรเหล่านี้เข้าด้วยกัน เราจะได้วงจรที่ซับซ้อนขึ้น และสามารถทำการคำนวณที่ซับซ้อนขึ้น
ยกตัวอย่างเช่น คุณสามารถทำวงจรที่บวก 2 บิท เข้าด้วยกัน เรียกมันว่า ตัวบวก (adder)
วงจรนี้รับ 2 ค่าของบิทเข้าไป แต่ละอันอาจจะเป็น 0 หรือ 1 ก็ได้ แล้วบวกมันเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ผลรวม
ผลรวมสามารถเป็นไปได้ทั้ง 0 บวก 0 ได้เท่ากับ 0
0 บวก 1 ได้เท่ากับ 1 หรือ 1 บวก 1 ได้เท่ากับ 2
คุณต้องการสายไฟ 2 เส้นเพื่อแสดง 2 หลัก (2 บิท) ที่เป็นผลรวม
เมื่อคุณมีตัวบวกสำหรับหาผลรวมข้อมูล 2 บิท
คุณก็สามารถเอาวงจรตัวบวกหลายๆตัวต่อเข้าด้วยกัน เพื่อไว้หาผลรวมของเลขที่มากกว่านี้
ยกตัวอย่างเช่น นี่คือ การทำงานของ ตัวบวก 8 บิท ในการ บวกเลข 25 และ 50
ตัวเลขแต่ละตัวถูกแทนค่าด้วย ตัวเลข 8 บิท ซึ่งทำให้มี สัญญาณไฟฟ้า 16 บิท (16 เส้น) ที่วิ่งเข้าไปในวงจร
วงจรตัวบวก 8 บิท มีวงจรบวกเล็กๆ ข้างในที่ทำงานร่วมกันเพื่อหาผลรวม
ยังมีวงจรอื่นๆ ที่ทำหน้าที่แตกต่างกันออกไป สามารถทำหน้าที่ในการคำนวณพื้นฐานอื่นๆ เช่นการลบ หรือการคูณ
จริงๆแล้ว ตัวประมวลผลทั้งหลายในคอมพิวเตอร์ของคุณ แค่ประกอบขึ้นจากการทำงานง่ายๆ เล็กๆ แบบนี้จำนวนมาก มาทำงานร่วมกัน
การทำงานแต่ละอย่างที่คอมพิวเตอร์ทำได้นะ มันง่ายมากๆ ที่มนุษย์ก็สามารถทำได้
แต่วงจรที่อยู่ในคอมพิวเตอร์พวกนี้ทำงานได้เร็วกว่ามากๆ
สมัยก่อน วงจรเหล่านี้มันใหญ่เทอะทะและทำงานช้าอืดอาดมาก
และตัวบวก 8 บิท อาจจะใหญ่เท่าๆ กับตู้เย็นและมันอาจจะใช้เวลาหลายนาที สำหรับการคำนวณอย่างง่าย
ทุกวันนี้ วงจรคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กมากแบบต้องส่องกล้องจุลทรรศน์ดู และทำงานเร็วกว่ามากๆ
ทำไมคอมพิวเตอร์ที่เล็กลงกลับทำงานเร็วขึ้น
นั่นก็เพราะว่าวงจรที่เล็กลงนั้นทำให้ระยะทางในการส่งสัญญาณนั้นสั้นลง
สัญญาณไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้ไวพอๆ กับความเร็วของแสง นั่นจึงเป็นเหตุผลที่วงจรสมัยใหม่สามารถทำการคำนวณพันๆล้านครั้งใน 1 วินาที
นั่นทำให้ไม่ว่าคุณจะเล่นเกม, อัดวิดีโอ, หรือ สำรวจจักรวาล
ทุกๆ อย่าง คุณสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยี ที่สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว
ภายใต้การคำนวณที่ซับซ้อนเหล่านี้ ก็แค่วงจรเล็กๆๆๆ จำนวนมากที่แปลงสัญญาณไฟฟ้า
ให้เป็นเว็บไซต์, วิดีโอ, เพลง, และเกม
วงจรพวกนี้ยังช่วยให้เราถอดรหัสพันธุกรรม (DNA) เพื่อวินิจฉัยและรักษาโรค
แล้วคุณหล่ะ อยากจะทำอะไรกับพวกวงจรเหล่านี้