03 Circuits v6

Noget af det sejeste jeg har fundet ud af med kredsløb, er

at kredsløb kan bruges til at lave kunst - hvis jeg har en kreativ ide kan jeg udtrykke denne med et kredsløb

hvis du har en ide - er det muligt at bruge teknologi for at bringe denne ide til "live"

Ethvert input eller output fra en computer er reelt et stykke information

som kan blive repræsenteret med de elektriske signaler "ON" eller "OFF"

eller "1" eller "0"

for at behandle disse informationer der kommer som input og for at udtrykke de informationer, der kommer som output

har en computer typisk brug for at modificere og kombinere input signalerne

for at gøre dette - bruger en computer millioner af små elektroniske komponenter som samles til et kredsløb

lad os tage et kig på hvordan kredsløb kan bruges til at modificere og behandle informationer, der er repræsenteret som "1" og "0"

Dette er et meget simpelt kredsløb

det tager et elektrisk signal (ON eller OFF) og "invertere" det

dvs. hvis du giver kredsløbet et "1" får du et "0" ud

og hvis du giver det et "0" får du et "1" ud

Signalet på input er ikke det samme som på output - hvorfor vi kalder dette for kredsløb for "not"

mere komplekse kredsløb kan tage flere input signaler og kombinere dem og give dig et andet resultat

i dette eksempel kan et kredsløb tage to elektriske signaler (enten "1" eller "0")

hvis et af disse er "0" vil resultatet være "0"

kredsløbet vil kun give dig et "1"

hvis begge input er "1" - vi kalder dette for et "AND" kredsløb

Der er mange forskellige kredsløb, der kan udføre simple logiske beregninger

ved at kombinere disse samme kan vi lave mere komplekse kredsløb, der kan udføre mere komplekse beregninger

Du kan feks. lave et kredsløb der addere 2 bits samme - dette kaldes en "adder"

Dette kredsløb tager 2 bits ("1" eller "0") og addere den samme for at udregne summen

summen kan være 0 + 0 = 0

0 + 1 = 1 eller 1 + 1 = 2

du har brug for to ledninger som output, da der kan være brug for 2 binær værdier for at repræsentere summen

når du har en enkel "adder", der kan addere 2 bits sammen

kan man sætte flere sammen ved siden af hinanden for at addere meget støre al

Her er et eksempel på hvordan en 8-bit adder - lægger 25 og 50 sammen

hvert tal er repræsenteret ved 8-bits, hvilket betyder at der er 16 forskellige elektriske signaler der går ind i dette kredsløb

kredsløbet for en 8-bit adder er opbygget af en masse små 2-bits adders, som sammen udregner det samlede resultat

andre elektriske kredsløb kan udføre andre simple operationer som subtraktion og multiplikation

Reelt er alt den behandling af information der sker i en computer foretaget ved at mange forskellige simple operationer er sat samme

hver enkelt operation der udføres i en computer er så enkelt at den kunne være lavet af et menneske

men disse kredsløb i en computer er meget hurtigere

før i tiden var disse kredsløb store og klodsede

og en 8-bit added kunne være på størrelse med et køleskab og det kunne tage minutter for at udføre en simpel udregning

Idag er computer kredsløb mikroskopiske i størrelse og meget meget hurtigere

Hvorfor er mindre computere også hurtigere?

... dette er fordi - jo mindre kredsløb, jo kortere skal de elektriske signaler bevæge sig

Elektricitet bevæger sig med næsten lysets hastighed, hvilket er hvorfor moderne kredsløb kan udføre milliarder af udregninger pr. sekund

så uanset om du spiller et spil, optager en video eller udforsker rummet

kræver det hele en masse behandling af information meget hurtigt

under denne kompleksitet er det bare små elektriske kredsløb der "omformer" binære signaler

til websites, musik og spil

disse kredsløb kan også hjælpe os til at dekode DNA til brug i diagnoser og helbredelse af sygdomme helbrede

Så hvad kunne du tænke dig at bruge disse kredsløb til?