QUALSIASI COSA vedi, pensi o interagisci con può effettivamente essere tradotta e rappresentata come segnali elettrici!

I Transistor 

I transistor sono, praticamente, degli "interruttori elettronici".

Quando applichiamo corrente in uno dei suoi terminali (la base), il transistor lascia passare la corrente.

Un singolo transistor è formato da 3 elementi: Collector, Emitter e Base.

In un circuito può agire come un isolante, ostacolando il flusso di corrente...

... Oppure come un conduttore; se facciamo passare corrente alla Base il flusso proveniente dal Collector raggiunge e supera l'Emitter, riversandosi all'esterno del transistor.

Un transistor è a tutti gli effetti un pulsante on/off o acc/spegn, solo che invece di essere a funzionamento meccanico, utilizza segnali elettrici.

Guardiamo questo circuito.

Stiamo usando un transistor per accendere o spegnere una luce Led. Se chiudiamo il circuito con un pulsante la corrente raggiunge la base del transistor e la luce Led si accende.

Da questo comportamento possiamo dedurre la funzione di un CANCELLO SEMPLICE (Simple Gate).

Quando l'input è 0, l'output è 0.

Quando l'input è 1, l'output è 1.

Complichiamo un poco le cose... In questo caso se l'input è 0 l'output sarà 1.

E facendo in modo che l'input sia 1... l'output diventa 0!

Questo sistema è conosciuto come un CANCELLO NON (Not Gate), oppure come INVERSORE (Inverter).

Utilizzando più di un transistor possiamo ottenere un numero maggiore di comportamenti diversi

Quando due transistor vengono messi in serie (cioè l'uscita di un transistor è collegata all'entrata di un altro transistor), e gli input di entrambi sono 0, l'output è 0.

Lo stesso se almeno uno dei due ha per input 0...

L'unico modo per avere un output di 1 è se i due transistor agiscono come conduttori e hanno, quindi, entrambi input di 1.

Da questa esperienza possiamo dedurre - per astrazione - l'esistenza di una SCATOLA che si comporterà esattamente nel modo descritto.

Questa "scatola" è un CANCELLO AND (AND Gate).

L'output sarà 1 solo se entrambi gli input saranno 1, tutte le altre combinazioni avranno per output lo 0.

Se colleghiamo invece due transistor in parallelo, se entrambi hanno input 0, l'output sarà 0.

Se solo uno dei due avrà input 1, l'output sarà 1.

L'output sarà 1 anche quando entrambi gli input saranno 1.

Realizziamo così un CANCELLO OR (OR Gate).

L'esatto contrario di un Cancello AND (1 e 1 = 1, tutti gli altri 0).
Qui: 0 e 0 = 0, tutti gli altri 1).

Questi Cancelli Logici (Logic Gate) sono fondamentali e hanno - ognuno di loro - il proprio simbolo.

Possiamo unire l'uscita di un Cancello Logico all'entrata di un altro per ottenere possibilità di comportamenti diversi e più numerosi e certamente più complessi.

Gli Adder ( 1 ) 

La somma binaria è uguale alla somma decimale.

L'unica differenza è che per rappresentare il numero 2 in binario abbiamo di bisogno di 2 digitazioni...

Quello che ci serve è quindi un circuito che prenda due valori di input (x e y) e produca due valori di output... Il risultato (Sum) e il riporto (Carry).

Per l'output Risultato (Sum) necessitiamo di un circuito che restituisca 0 quando x e y sono uguali (entrambi 0 oppure 1), e che restituisca 1 quando x e y sono diversi tra loro; praticamente uno XOR GATE.

XOR Gate

Possiamo costruire uno XOR Gate unendo in serie ed in parallelo altri Cancelli (2 Not Gate, 2 And Gate e 1 Or Gate, per l'esattezza).

Se gli input di A e B sono 0...

L'output sarà 0.

Se A è 1 e B è 0...

L'output é 1.

Se A e B sono 1...

L'output é 0.