Obvody a logika

Jednou z najúžasnejších vecí, ktorú
som objavil v obvodoch,

je, že obvody môžu byť formou umenia,
napr. kreatívny nápad môžem realizovať

pomocou obvodov. Pomocou technológií
môžete tieto nápady uskutočňovať.

Každý vstup alebo výstup počítača je
skutočne typom informácií,

ktoré môžu byť zobrazené pomocou
zapnutých/vypnutých elektrických signálov

alebo jednotiek a núl.

S cieľom spracovať vstupné informácie a
vytvoriť výstupné informácie,

počítač musí modifikovať a kombinovať
vstupné signály.

Na to počítač používa milióny malých
elektronických komponentov, ktorých

spojenia vytvárajú obvody.Pozrime sa,
ako obvody modifikujú a spracovávajú

informácie, ktoré sú zastúpené v
jednotkách a nulách. Je to

jednoduchý obvod. Preberie elektrický
signál, zapnutý/vypnutý a prepína

medzi nimi. Ak signál, ktorý mu dáte, je
1, obvod vám dá číslo 0,

a ak dáte obvodu číslo 0, dá vám číslo 1.

Signál na vstupe nie je rovnaký ako
signál pri výstupe,preto obvod nazývame

nie. Zložitejšie obvody môžu prijímať viac
signálov a kombinovať ich, môžu vám

priniesť iný výsledok. V tomto príklade
bude mať obvod 2 elektrické signály, každý

môže byť 1 alebo 0. Ak je ľubovoľný
vstupný signál 0,potom aj výsledok je 0.

Tento odvod vám dá iba 1,

ak prvý aj druhý signál sú 1, tak
nazývame obvod "a".

Je veľa malých obvodov ako tento, ktoré
vykonávajú jednoduché logické výpočty.

Spojením týchto obvodov dokážeme vytvoriť
zložitejšie obvody, ktoré vykonávajú

zložitejšie výpočty. Napr. môžete
vytvoriť obvod,ktorý sčíta 2 bity, sčítač.

Tento obvod má 2 samostatné bity,
každý s 1 alebo 0, sčíta ich na výpočet

sumy, ktorá môže byť 0 plus 0 rovná sa 0,

0 plus 1 rovná sa 1 alebo 1 plus 1 rovná
sa 2.

Potrebujete dva káble na výstupe, pretože
sa budú vyžadovať dve binárne číslice

na zobrazenie sumy. Keď budete mať ščítač
na sčítanie dvoch bitov informácií,

môžete pospájať viaceré tieto obvody
sčítača vedľa seba na sčítanie väčších

čísiel. Napr. 8-bitová sčítačka sčíta
25 a 50.

Každé číslo je znázornené v 8 bitoch, čo
je 16 rôznych elektrických signálov, ktoré

vstupujú do obvodu. Obvod 8-bitovej
sčítačky má vo vnútri veľa malých sčítačov

ktoré spolu vypočítajú sumu. Rôzne obvody
vykonávajú iné jednoduché výpočty, ako je

odčítanie alebo násobenie.Všetky počítačom
spracúvané informácie sú len zoskupenia

jednoduchých operácií. Každá operácia
vykonaná pomocou počítača je tak

jednoduchá, že by ju zvládol aj človek,
ale obvody vnútri počítača sú oveľa

rýchlejšie. V minulosti boli tieto obvody
veľké a neohrabané,

a 8-bitový sčítač by mohol byť tak veľký
ako chladnička a vykonanie jednoduchého

výpočtu by trvalo niekoľko minút. Dnes
majú počítačové obvody mikroskopickú

veľkosť a sú oveľa rýchlejšie.
Prečo sú menšie počítače

tiež rýchlejšie? Pretože čím menší
obvod, tým menšiu vzdialenosť musí

elektrický signál prejsť. Elektrina sa
pohybuje takmer rýchlosťou svetla, preto

môžu moderné obvody vykonávať miliardy
výpočtov za sekundu. Či už hráte hru,

nahrávate video alebo skúmate vesmír,
všetky úkony pomocou technológie, vyžadujú

rýchle spracovanie množstva informácií.
Pod obalom je len veľa malinkých obvodov,

ktoré premieňajú binárne signály na
weby,videá,hudbu a hry

Tieto obvody nám môžu dokonca pomôcť
dekódovať DNA na diagnostiku a liečbu

chorôb.Čo by ste chceli robiť so všetkými
týmito obvodmi?