Circuitos y lógica

Una de las cosas más interesantes que he descubierto de los circuitos es que hacer circuitos es un arte en el cual puedo expresar una idea creativa. Así que si tienes ideas, puedes usar la tecnología para hacerlas realidad. Cada entrada o salida de una computadora es en realidad un tipo de información, que puede ser representada por señales de encendido o apagado o unos y ceros. Para procesar la información que entra y producir la información que conforma el resultado una computadora necesita modificar y combinar las señales de entrada. Para hacer esto, una computadora utiliza millones de diminutos componentes, que juntos forman circuitos. Veamos cómo los circuitos modifican y procesan información representada como unos y ceros. Este es un circuito muy sencillo. Toma una señal, prendida o apagada, y la invierte. Si recibe un uno, regresa un cero y si le das un cero, regresa un uno. La señal que entra no es la misma que la señal que sale, así que llamamos a este circuito "NO" Circuitos más complicados pueden tomar múltiples señales y combinarlas, y darte resultados distintos. En este ejemplo, un circuito toma dos señales eléctricas, que pueden ser uno o cero. Si alguna de las señales es un cero, entonces el resultado es también cero. Este circuito solo te dará un uno si la primera y la segunda señal también son uno, así que llamamos al circuito "Y". Hay muchos circuitos pequeños como este que realizan simples cálculos lógicos. Conectando estos circuitos, podemos hacer otros más complejos que realizan cálculos más complejos. Por ejemplo, puedes hacer un circuito que sume dos bits, llamado sumador. Este circuito toma dos bits individuales, como uno o cero, y los suma para calcular el resultado. La suma puede ser cero más cero igual a cero cero mas uno igual a uno, o uno mas uno igual a dos. Necesitas dos circuitos de salida porque pueden necesitarse dos dígitos binarios para representar la suma. Una vez que tienes un sumador simple para sumar dos bits de información puedes juntar muchos de ellos lado a lado para sumar numeros más grandes. Por ejemplo, así suma veinticinco y veinte un sumador de ocho bits. Cada número es representado usando 8 bits, resultando en 16 señales eléctricas distintas que ingresan al circuito. El circuito de un sumador de 8 bits tiene muchos pequeños sumadores dentro que juntos calculan la suma. Distintos circuitos eléctricos realizan otros cálculos simples como adición o multiplicación. De hecho, todo el procesamiento de información que realiza tu computadora son solo muchas pequeñas operaciones juntas. Cada operación individual es tan simple que podría realizarla un humano, pero estos circuitos dentro de las computadoras son mucho más rápidos. Antes, estos circuitos eran grandes y aparatosos, y un sumador de 8 bits podía ser tan grande como un refrigerador y tardar varios minutos en realizar un cálculo simple. Hoy, los circuitos son microscópicos y mucho más rápidos. ¿Por qué las computadoras más pequeñas son también más rápidas? Porque entre más pequeño es el circuito, menor la distancia que tiene que recorrer un circuito eléctrico. La electricidad se mueve casi a la velocidad de la luz, por lo que los circuitos modernos pueden realizar billones de cálculos por segundo. Así que ya sea que estés jugando un juego, grabando un video o explorando el universo, todo lo que quieras hacer con tecnología requiere mucha información que debe procesarse rápidamente. Debajo de toda esta complejidad hay solo diminutos circuitos que toman señales eléctricas y las transforman en sitios de Internet, videos, música y juegos. Estos circuitos pueden incluso decodificar el ADN para diagnosticar y curar enfermedades. Así que, ¿qué te gustaría hacer con todos estos circuitos? Spanish subtitles provided by Cuantrix.mx