03 Circuits v6

أحد أروع الأشياء التي اكتشفتها عن الدوائر الالكترونية هي

ان الدوائر يمكن ان تكون شكلاً فنياً كما لو ان كانت لدي فكرة إبداعية فيمكنني تجسيد هذه الفكرة باستخدام الدوائر.

لذلك إذا كانت لديك أفكار، فيمكنك استخدام التكنولوجيا لجعل تلك الأفكار واقعا حياً.

كل المدخلات أو المخرجات من جهاز الكمبيوتر هي في الواقع نوع من المعلومات

التي يمكن تمثيلها بإشارات كهربائية متصلة و منفصلة

أو آحاد وأصفار

من أجل معالجة المعلومات التي تأتي في شكل مدخلات، وجعل المعلومات تلك كمخرجات

يحتاج الكمبيوتر إلى تعديل ودمج إشارات الإدخال.

للقيام بذلك، يستخدم الكمبيوتر ملايين المكونات الإلكترونية الصغيرة، التي تتحد لتشكيل الدوائر.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على الطريقة التي يمكن بها للدوائر تعديل ومعالجة المعلومات الممثلة بآحاد وأصفار.

هذه دائرة بسيطة بشكل لا يصدق.

تأخذ إشارة كهربائية، متصلة أو منفصلة، وتعكسها.

فاذا كانت الإشارة التي اعطيتها هي 1، فإن الدائرة تعطيك 0،

وإذا أعطيت الدائرة 0، فستعطيك 1

الإشارة التي تدخل ليست هي نفس الإشارة التي تخرج، وبالتالي فإننا ندعو هذه دائرة "النفي".

يمكن أن تأخذ الدوائر الأكثر تعقيداً إشارات متعددة وتدمجها، وتعطيك نتيجة مختلفة.

في هذا المثال، ستأخذ الدائرة إشارتين كهربائيتين، الآن قد تكون كل إشارة 1 أو 0

إذا كانت أي من الإشارات الواردة تساوي 0، فإن النتيجة هي أيضاً 0.

هذه الدائرة سوف تعطيك فقط 1،

إذا كانت الإشارة الأولى والإشارة الثانية على حد سواء 1، ولذا فإننا ندعوها الدائرة و.

هناك العديد من الدوائر الصغيرة مثل هذه التي تؤدي عمليات حسابية بسيطة.

من خلال ربط هذه الدوائر معاً، يمكننا إنشاء دوائر أكثر تعقيداً تؤدي عمليات حسابية أكثر تعقيداً.

على سبيل المثال، يمكنك إنشاء دائرة تضيف 2 بت معاً تسمى مضيفة.

تأخذ هذه الدائرة 2 بت كل علي حده، كل منها 1 أو 0، وتضيفهم معا لحساب المجموع.

يمكن أن يكون المجموع 0 زائد 0 يساوي 0،

0 زائد 1 تساوي 1، أو 1 زائد 1 تساوي 2.

تحتاج إلى خروج سلكين لأنه قد يُحتاج ما يصل إلى رقمين ثنائيين لتمثيل المجموع.

بمجرد حصولك على مضيفة واحدة لإضافة 2 بت من المعلومات ،

يمكنك تجميع العديد من دارات الإضافة هذي جنباً إلى جنب لإضافة أعداد أكبر بكثير.

على سبيل المثال، إليك كيف تضيف مضيفة سعة 8 بت الأرقام، 25 و 50.

يتم تمثيل كل رقم باستخدام 8 بت، مما ينتج عنه 16 إشارة كهربائية مختلفة تدخل في الدائرة.

تحتوي دائرة الإضافة ذات 8 بت على الكثير من المضيفات الصغيرة بداخلها، والتي تقوم معاً بحساب المجموع.

يمكن للدوائر الكهربائية المختلفة إجراء حسابات بسيطة أخرى مثل الطرح أو الضرب.

في الواقع ، كل المعلومات التي يقوم بها جهاز الكمبيوتر الخاص بك ليست سوى الكثير والكثير من العمليات البسيطة الصغيرة مجتمعة.

كل عملية فردية يتم إجراؤها بواسطة جهاز كمبيوتر تكون بهذه البساطة، ويمكن القيام بها بواسطة إنسان،

ولكن هذه الدوائر داخل أجهزة الكمبيوتر هي أسرع الي ابعد مدي.

في سابق الايام، كانت هذه الدوائر كبيرة وثقيلة،

ويمكن أن يكون حجم المضيفة ذات 8 بت كبيراً مثل الثلاجة، وسيستغرق الأمر بضع دقائق لإجراء عملية حسابية بسيطة.

اليوم ، دوائر الكمبيوتر مجهرية في الحجم، وأسرع لابعد مدي.

لماذا هي أجهزة الكمبيوتر الصغيرة أيضا أسرع؟

حسناً، نظراً لأنه كلما كانت الدائرة أصغر، قلت المسافة التي يجب أن تمر عليها الإشارة الكهربائية.

تنتقل الكهرباء بسرعة الضوء تقريباً، ولهذا السبب يمكن للدوائر الحديثة إجراء مليارات الحسابات في الثانية.

لذلك سواء كنت تلعب لعبة أو تسجيل فيديو أو استكشاف للكون،

كل ما يمكن أن تفعله عن طريق التكنولوجيا يتطلب الكثير من المعلومات لتتم معالجتها بسرعة كبيرة.

خلف كل هذا التعقيد، يوجد الكثير من الدوائر متناهية الصغر التي تحول الإشارات الثنائية

إلى مواقع الويب ومقاطع الفيديو والموسيقى والألعاب.

يمكن لهذه الدوائر أن تساعدنا في فك شفرة الحمض النووي لتشخيص وعلاج الأمراض.

إذن ما الذي تريد ان تفعله بكل هذه الدوائر؟