03 Circuits v6

Jedną z najfajniejszych rzeczy, jakie odkryłam
na temat układów elektronicznych, jest że

układy mogą być formą sztuki - gdy mam pomysł,
mogę zrealizować go za pomocą układów.

A więc jeśli masz pomysły, możesz użyć
technologii, aby te pomysły ożyły.

Każde dane dla komputera i wyniki
są pewnym rodzajem informacji,

która może być reprezentowana przez włączane
i wyłączane sygnały elektryczne

lub przez jedynki i zera.

Aby przetworzyć informacje przychodzące
jako dane i otrzymać wyniki,

komputer musi modyfikować
i przetwarzać sygnały wejściowe.

W tym celu, komputer wykorzystuje miliony
elementów tworzących układy.

Zobaczmy, jak układy mogą modyfikować
i przetwarzać informacje jako zera i jedynki.

To jest niesamowicie prosty układ.

Bierze sygnał elektryczny i odwraca go.

A więc jeśli dajesz sygnał 1,
to układ da Ci sygnał 0,

a jeśli dasz sygnał 0, to otrzymasz 1.

Sygnał, który wchodzi, jest inny niż sygnał,
który wychodzi - taki układ nazywamy not.

Bardziej złożone układy przetwarzają
wiele sygnałów i dają różne wyniki.

Na przykład, ten układ pobiera dwa
sygnały i każdy może mieć wartość 1 lub 0.

Jeśli którykolwiek z sygnałów jest 0,
to wynikiem jest również 0.

Ten układ daje wartość 1 tylko wtedy,

gdy oba sygnały mają wartość 1
- taki układ nazywamy and.

Istnieje wiele małych układów, które
wykonują proste obliczenia logiczne.

Łącząc układy możemy tworzyć złożone
układy, które wykonują złożone obliczenia.

Na przykład, można utworzyć układ,
który dodaje 2 bity - zwany sumatorem.

Ten układ pobiera 2 bity, każdy 1 lub 0,
i dodaje je, aby obliczyć sumę.

Suma może wynosić 0 plus 0 równa się 0,

0 plus 1 równa się 1,
lub 1 plus 1 równa się 2.

Potrzeba dwóch przewodów wychodzących,
ponieważ suma może mieć dwie cyfry binarne.

Mając jeden sumator dla
dodania dwóch bitów informacji,

możesz je połączyć ze sobą,
aby dodawać znacznie większe liczby.

Na przykład, oto jak 8-bitowy sumator
dodaje liczby 25 i 50.

Każda liczba ma 8 bitów, a więc 16 różnych
sygnałów wchodzi do ukladu.

Obwód tego sumatora zawiera wiele małych
sumatorów, które razem obliczają sumę.

Inne układy mogą wykonywać inne
obliczenia, jak odejmowanie lub mnożenie.

Faktycznie, wszystkie operacje wykonywane przez
komputer składają się z wielu prostych operacji.

Każda pojedyncza operacja w komputerze jest
tak prosta, że może ją wykonać człowiek,

ale układy w komputerach
są o wiele szybsze.

Dawniej, takie układy były duże i brzydkie,

sumator mógł mieć wielkość lodówki,
i kilka minut wykonywał proste obliczenia.

Dzisiaj układy komputerowe są
mikroskopijne i szalenie szybkie.

Dlaczego mniejsze komputery
są także szybsze?

Ponieważ im mniejszy jest układ, tym
mniejszą odległość pokonuje sygnał.

Prąd biegnie z prędkością światła, dlatego
układy wykonują miliardy operacji na sekundę.

Niezależnie od tego, czy grasz, nagrywasz
wideo, czy odkrywasz kosmos,

cokolwiek robisz za pomocą technologii,
wymaga to szybkiego przetwarzania informacji.

Pod tą mocą komputerów kryje się wiele
małych układów, które zamieniają sygnały

na strony internetowe, filmy,
muzykę i gry.

Te układy pomagają nawet dekodować DNA,
aby diagnozować i leczyć choroby.

A więc co chciałbyś robić
za pomocą tych wszystkich układów?