03 Circuits v6

Yksi siistimmistä jutuista piireissä on se,
että piirit voivat luoda taidetta.

Jos minulla on esimerkiksi idea, voin
luoda sen piirien avulla.

Joten jos sinulla on ideoita, voit käyttää
teknologiaa niiden herättämiseksi henkiin.

Tietokoneen jokainen syöttö ja ulostulo
on tietynlaista informaatiota,

mikä voidaan esittää "on" -ja
"off"-elektronisten signaalien

tai ykkösten ja nollien avulla.

Syöttönä tulleen tiedon ymmärtämiseksi ja
sen muuntamiseksi tiedoksi,

koneen tulee muokata ja yhdistää signaalit.

Tämän saavuttamiseksi tietokone
käyttää miljoonia pieniä elektronisia

komponentteja jotka yhdessä
muodostavat piirejä.

Katsotaan piirejä tarkemmin ja miten ne
muokkaavat ja käsittelevät tietoa,

jota edustetaan ykkösillä ja nollilla.
Tämä on todella yksinkertainen piiri.

Se ottaa elektronisen signaalin on/off ja
vaihtaa sen suunnan.

Joten jos antamasi signaali on 1, piiri
antaa sinulle nollan.

Jos annat piirille nollan, se antaa
sinulle ykkösen. Sisään menevä signaali

ei ole sama kun ulos tuleva signaali,
ja kutsumme sitä nimellä "not".

Monimutkaisemmat piirit voivat ottaa
useampia signaaleja ja yhdistää niitä

antaen sinulle eri tuloksia.
Tässä esimerkissä piiri ottaa kaksi

signaalia, jotka voivat olla 1 tai 0.
Jos kumpi tahansa sisääntuleva

signaali on 0, on tulos myös nolla.
Piiri antaa sinulle ykkösen vain,

jos kummatkin signaalit ovat 1.
Kutsumme tätä piiriä nimellä "and".

Käytössämme on useita pieniä piirejä
jotka suorittavat loogisia laskutehtäviä.

Yhdistämällä nämä piirit toisiinsa, voimme
luoda monimutkaisempia piirejä,

mitkä suorittavat monimutkaisempia laskuja.
Voit esimerkiksi luoda piirin mikä lisää

2 bittiä yhteen nimeltä "adder".
Tämä piiri ottaa 2 erillistä bittiä, kukin 1 tai 0,

ja lisää ne yhteen summan laskemiseksi.

Summa voi olla 0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1,
tai 1 + 1 = 2.

Tarvitset kaksi lähtöjohtoa, koska summan
esittämiseen voi kulua jopa kaksi binaarinumeroa.

Nyt kun sinulla on yksi summaaja
lisätäksesi tietoa kahden bitin verran,

voit koota useita rinnakkaisia kertoimia
ja luoda paljon suurempia lukuja.

Tämä on esimerkki miten 8-bittinen
summaaja lisäisi numerot 25 ja 50.

Jokainen luku esitetään käyttämällä 8 bittiä,
mikä johtaa 16 erilaiseen sähköiseen signaaliin,

jotka menevät piiriin. 8-bittisen summaimen
piirissä on paljon pieniä summaimia, jotka

yhdessä laskevat summan. Erilaiset
sähköpiirit voivat suorittaa

muitakin yksinkertaisia laskelmia, kuten
vähennys- tai kertolaskuja.

Itse asiassa kaikki tietokoneesi
tietojenkäsittely on vain suuri määrä pieniä

yksinkertaisia toimintoja. Jokainen
tietokoneen suorittama yksittäinen

toimenpide on niin yksinkertainen,
että voit tehdä sen itse,

mutta nämä tietokoneiden sisällä olevat
piirit ovat paljon nopeampia.

Ennen vanhaan nämä piirit olivat
suuria ja kömpelöitä.

8-bittinen summain saattoi olla yhtä
suuri kuin jääkaappi ja yksinkertaisen

laskun suorittaminen kesti minuutteja.
Nykyään tietokonepiirit ovat kooltaan

mikroskooppisia ja paljon nopeampia.

Miksi pienet koneet ovat myös nopeampia?

Mitä pienempi piiri, sitä pienempi on myös
elektronisten signaalien kulkema välimatka.

Sähkö liikkuu melkein valon nopeudella,
minkä vuoksi nykyaikaiset piirit suorittavat

miljardeja laskelmia sekunnissa.

Joten kun pelaat tietokonepeliä, nauhoitat
videota tai tutkit kosmosta, eli kaikki mitä

voisit tehdä tekniikan avulla, vaatii
paljon nopeaa tiedonkäsittelyä.

Tämän monimutkaisuuden alla on
vain paljon hyvin pieniä piirejä,

jotka kääntävät binaarisia signaaleja
nettisivuiksi, videoiksi, musiikiksi ja peleiksi.

Nämä piirit voivat jopa auttaa
meitä purkamaan DNA:ta

sairauksien diagnosoimiseksi ja
parantamiseksi.

Joten mitä sinä haluat tehdä näillä piireillä?