-
چیز جالبی که درباره مدارها
کشف کردم اینه که
-
مداربندی می‌تونه یه هنر باشه، چون
ایده‌های خلاقانه رو می‌شه با مدار پیاده کرد.
-
پس اگه ایده‌ای دارید، می‌تونید اون رو
با استفاده از فناوری عملی کنید.
-
هر ورودی یا خروجی کامپیوتر
در واقع نوعی اطلاعاته
-
که با سیگنال‌های الکتریکی روشن یا خاموش
-
یا صفر و یک قابل نمایشه.
-
برای پردازش اطلاعات ورودی
و تولید اطلاعات خروجی،
-
کامپیوتر نیاز به اصلاح و ترکیب
سیگنال‌های ورودی داره.
-
بنابراین، از میلیون‌ها قطعه الکترونیکی
کوچک استفاده می‌کنه که مدار رو تشکیل میدن.
-
حالا ببینیم مدارها چطور اطلاعات
صفر و یکی رو اصلاح و پردازش می‌کنن.
-
این یه مدار بسیار ساده‌ست.
-
یه سیگنال الکتریکی روشن یا خاموش
رو می‌گیره و اون رو برمی‌گردونه.
-
پس اگه سیگنال 1 رو بدین،
مدار سیگنال 0 رو به شما می‌ده.
-
و اگه سیگنال 0 رو بدین،
سیگنال 1 رو بهتون می‌ده.
-
سیگنال ورودی با سیگنال خروجی یکسان نیست
در نتیجه، ما این مدار رو not می‌نامیم.
-
مدارهای پیچیده‌تر چندین سیگنال رو دریافت و
ترکیب می‌کنن و نتیجه متفاوتی به شما میدن.
-
در این مثال، مدار دو سیگنال الکتریکی
می‌گیره، که هرکدوم ممکنه 1 یا 0 باشه.
-
اگر هر یک از سیگنال‌های ورودی 0 باشه،
نتیجه هم 0 خواهد بود.
-
اگر هردو سیگنال اول و دوم 1 باشن،
-
این مدار فقط به شما 1 می‌ده،
برای همین، به این مدار می‌گیم and.
-
مدارهای کوچک زیادی مثل این هستن
که محاسبات منطقی ساده رو انجام میدن.
-
با اتصال این مدارها به هم، می‌شه مدارهای
پیچیده‌تر برای محاسبات پیچیده‌تر ساخت.
-
مثلاً می‌تونید مداری بسازید که 2 بیت رو
با هم جمع کنه که بهش می‌گیم «جمع‌کننده».
-
این مدار 2 بیت مجزای 1 یا 0 رو می‌گیره
و با هم جمع می‌کنه تا مجموع رو محاسبه کنه.
-
مجموع می‌تونه 0 بعلاوه 0 برابر با 0 باشه،
-
0 بعلاوه 1 برابر با 1، یا 1 بعلاوه 1
برابر با 2 باشه.
-
باید دو سیم بیرون بیاد چون ممکنه برای
نمایش مجموع به دو رقم باینری نیاز باشه.
-
وقتی یک جمع‌کننده برای
اضافه کردن دو بیت اطلاعات دارید،
-
با کنار هم قرار دادن چندین مدار جمع‌کننده
می‌شه اعداد خیلی بزرگتری رو با هم جمع کرد.
-
مثلاً اینجا می‌بینیم که جمع‌کننده 8 بیتی
چطور اعداد 25 و 50 رو جمع می‌کنه.
-
هر عدد با 8 بیت نمایش داده می‌شه، بنابراین
16 سیگنال الکتریکی مختلف وارد مدار می‌شه.
-
مدار جمع‌کننده 8 بیتی کلی جمع‌کننده کوچک
داخل خودش داره که مجموع رو محاسبه می‌کنن.
-
مدارهای الکتریکی مختلف سایر محاسبات ساده
مثل تفریق یا ضرب رو انجام میدن.
-
در واقع، پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر
فقط مجموع میلیون‌ها عملیات ساده کوچکه.
-
هر عملیاتی که کامپیوتر انجام می‌ده به‌قدری
ساده‌ست که انسان هم می‌تونه انجام بده.
-
اما این مدارهای داخل کامپیوتر
بسیار سریع‌تر هستند.
-
در گذشته، این مدارها بزرگ و ناهموار بودن،
-
و جمع‌کننده 8 بیتی شاید اندازه یخچال بود
و یه محاسبه ساده چندین دقیقه طول می‌کشید.
-
امروزه مدارهای کامپیوتری بسیار ریز
و خیلی خیلی سریع‌تر هستن.
-
علت سرعت بیشتر کامپیوترهای کوچک‌تر چیه؟
-
خب، چون هرچقدر مدار کوچک‌تر باشه،
سیگنال الکتریکی مسافت کمتری باید طی کنه.
-
الکتریسیته تقریباً با سرعت نور حرکت می‌کنه
پس مدارهای مدرن می‌تونن میلیاردها محاسبه در ثانیه انجام بدن.
-
پس چه در حال انجام بازی، ضبط ویدیو،
یا کاوش در کیهان باشید،
-
هر کاری که بتونید با فناوری انجام بدین
نیاز به پردازش برق‌آسای کلی اطلاعات داره.
-
زیر این همه پیچیدگی، کلی مدار ریز و کوچک
هست که سیگنال‌های باینری رو
-
به وب‌سایت، ویدیو، موسیقی
و بازی تبدیل می‌کنن.
-
این مدارها حتی می‌تونن در رمزگشایی DNA
برای تشخیص و درمان بیماری به ما کمک کنن.
-
خب دوست دارید با این همه مدار چه کار کنید؟
Code.org