-
Одна из самых крутых возможностей схем это то, что
схема может быть искусством,
-
если у меня есть креативная идея, я могу ее осуществить
с помощью схемы.
-
Поэтому если у вас есть идеи, можете использовать
технологии, чтобы воплотить их в жизнь.
-
Каждый вход и выход данных с компьютера является по
сути типу информации,
-
которую можно представить электрическими сигналами
включено и исключено,
-
единичками и ноликами.
-
Для обработки информации, как поступает на вход и
для того, чтобы создать исходную информацию,
-
компьютер должен изменить и объединить различные
входные сигналы.
-
Чтобы это сделать, компьютер использует миллионы
миниатюрных электрических компонентов,
-
которые образуют схемы.
-
Рассмотрим поближе, как схемы могут изменять и
обрабатывать информацию в форме нулей и единиц.
-
Это очень простая схема.
-
Она берет электрический сигнал, включены не исключено,
и вращает его.
-
Если на вход подано 1, схема возвращает 0.
-
Если на вход дать 0, получим 1.
-
Сигнал на входе НЕ такой же, как сигнал на выходе,
поэтому эту схему можно назвать НЕ.
-
Сложные схемы могут получать много сигналов и сочетать
их, и выдавать другой результат.
-
В этом примере схема берет два электрические сигналы,
каждый из которых может быть 1 или 0.
-
Если хотя бы один из входных сигналов ноль, то и
результат тоже ноль.
-
Эта схема только тогда даст на выходе 1,
-
если и входной, и выходной сигналы являются
единицами. Поэтому назовем эту схему И.
-
Много маленьких схем, похожих на эту, выполняют
простые логические вычисления.
-
Соединяя эти схемы, можно создать сложные для
выполнения сложных вычислений.
-
Например, можно сделать схему, которая добавляет 2
бита, и назвать ее сумматором.
-
Эта схема принимает 2 отдельные биты, каждый из
которых может быть 0 или 1, и добавляет их, вычисляя
сумму.
-
Сумма может быть 0 добавить 0 будет 0,
-
0 добавить 1 будет 1, а 1 добавить 1 будет 2.
-
Нужно два провода на выходе, потому что для
представления суммы может потребоваться две двоичные
цифры.
-
Когда вы простой сумматор для сложения двух битов
информации,
-
можно соединить несколько экземпляров этих сумматоров
вместе для добавления больших чисел.
-
Например, вот 8-битный сумматор добавляет число 25
и 50.
-
Каждое число представлено 8 битами, образуя 16
различных электрических сигналов на входе схемы.
-
Схема 8-битного сумматора состоит из нескольких
меньших сумматоров, которые вместе вычисляют
сумму.
-
Различные электрические схемы могут выполнять другие
простые вычисления: вычитание или умножение.
-
Собственно, вся обработка информации, которую
выполняет компьютер,
-
сводится к сочетанию множества простых операций.
-
Каждая отдельная действие, которое выполняется
компьютером, очень простая, даже для человека,
-
но схемы внутри компьютера несравненно быстрее.
-
Когда-то раньше схемы были большие и громоздкие,
-
8-битный сумматор мог быть размером с холодильник,
и простое вычисление длилось минутами.
-
Сегодня же компьютерные схемы - микроскопические,
и много-значительно быстрее.
-
Как же меньше компьютеры являются более быстрыми?
-
Чем меньше схема, тем меньшее расстояние вынужден
преодолевать электрический сигнал.
-
Электрический сигнал движется почти на скорости
света, поэтому современные схемы могут выполнять
миллиарды вычислений в секунду.
-
Поэтому когда вы играете в игру, записываете видео
или исследуете космос,
-
все, что бы вы ни делали с помощью технологий,
требует чрезвычайно быстрой обработки огромного
количества информации.
-
По этой сложностью стоят много маленьких схем,
которые превращают двоичные сигналы
-
в веб-сайты, видео, музыку и игры.
-
Эти схемы могут даже помочь нам расшифровать ДНК
для диагностики и лечения болезней.
-
А что бы вы хотели создать из этих схем?
Code.org