Obvody a logika

Jednou z najúžasnejších vecí,
ktorú som zistila o obvodoch,

je, že obvody môžu byť formou umenia.
Umožňujú mi realizovať kreatívne nápady.

Pomocou technológií môžete
svoje nápady uviesť do života.

Každý vstup alebo výstup počítača
je vlastne typom informácií,

ktoré môžu byť vyjadrené pomocou
zapnutých/vypnutých elektrických signálov

alebo jednotiek a núl.

Ak chce spracovať vstupné informácie
a vytvoriť výstupné informácie,

počítač musí modifikovať
a kombinovať vstupné signály.

Používa na to milióny malých
komponentov, ktoré tvoria obvody.

Pozrime sa, ako spracúvajú informácie,
ktoré sú vyjadrené ako jednotky a nuly.

Toto je naozaj jednoduchý obvod.

Jednoducho prepína elektrický signál
- zapnutý na vypnutý a naopak.

Ak prijme signál 1, zmení ho na 0,

a ak prijme signál 0, zmení ho na 1.

Signál na vstupe nie je rovnaký ako
na výstupe, preto obvod nazývame „nie“.

Tie zložitejšie prijímajú viac signálov
a spoja ich na získanie iného výsledku.

V tomto príklade má obvod 2 vstupné
elektrické signály, každý je 1 alebo 0.

Ak je niektorý z týchto signálov 0,
potom aj výsledok je 0.

Tento odvod vráti iba 1,

ak prvý aj druhý signál sú 1,
preto tento obvod nazývame „a“.

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

Spojením týchto obvodov vytvoríme
zložitejšie obvody na zložitejšie výpočty.

Môžete napríklad vytvoriť obvod,
ktorý sčíta 2 bity. Hovoríme mu sčítač.

Tento obvod prijme 2 samostatné bity,
1 alebo 0, sčíta ich a vypočíta ich súčet.

Tento môže byť 0 plus 0 sa rovná 0,

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

Na výstupe potrebuješ dve linky,
pretože súčet má dve binárne číslice.

Keď máš ščítač na sčítanie
dvoch bitov informácií,

môžeš pospájať viacero takýchto obvodov
vedľa seba na sčítanie väčších čísel.

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

Každé číslo je vyjadrené 8 bitmi, čo je
16 vstupných elektrických signálov.

Obvod 8-bitového sčítača obsahuje veľa
malých sčítačov na výpočet súčtu.

Rôzne obvody vykonávajú iné jednoduché
výpočty ako rozdiel alebo súčin.

Všetky operácie spracúvania informácií
v počítači sú len skupiny jednoduchších.

Každá operácia vykonaná počítačom je tak
jednoduchá, že by ju zvládol aj človek,

ale obvody vo vnútri
počítača sú oveľa rýchlejšie.

V minulosti boli tieto obvody
veľké a neohrabané,

a 8-bitový sčítač bol ako chladnička
a vykonanie jedného výpočtu trvalo minúty.

Dnes majú počítačové obvody mikroskopickú
veľkosť a sú oveľa rýchlejšie.

Prečo sú menšie počítače aj rýchlejšie?

Pretože čím je obvod menší,
tým menšiu vzdialenosť musí

Elektrina sa pohybuje takmer
rýchlosťou svetla, takže modrné

obvody zvládnu miliardy
výpočtov za sekundu.

Či už hráš hru, nahrávaš video
alebo skúmaš vesmír,

všetky veci vyžadujú veľmi rýchle
spracovanie množstva informácií.

Za tým všetkým je veľa drobných obvodov,
ktoré premieňajú binárne signály

na weby, videá, hudbu a hry.

Tieto obvody nám pomáhajú aj dekódovať
DNA na diagnostiku a liečbu chorôb.

Takže čo chceš ty spraviť
so všetkými týmito obvodmi?