Computadores não entendem zeros e uns!

Basicamente podemos definir um computador como: qualquer dispositivo capaz de processar e armazenar dados. Mas não qualquer tipo de dados, a verdade é que um computador não entende o que são dados. Ele entende o que são “zeros” e “uns”; e nem isso, 0 e 1 são os valores matemáticos que nós chamamos de binários, e que atribuímos aos valores positivos e negativos; e também, computadores não entendem positivos e negativos, mas sim, que ele recebeu uma carga ou não.

Circuitos Lógicos:

A partir daí, nós entramos na lógica booleana, ou binária, (0 e 1, positivo e negativo, verdadeiro e falso ou high e low). Imagine agora por um momento um circuito com uma lâmpada, ao acionarmos o interruptor (unir o sistema) ela liga, e ao desligarmos o interruptor ela apaga. É algo simples, mas e se usássemos dois interruptores ao invés de um? Bem, com dois interruptores seria necessário que os dois estivessem ativos para que a lâmpada acendesse. Bingo! você encontrou o primeiro circuito lógico o AND.

Portas Lógicas: As portas lógicas funcionam como disjuntores, satisfeita suas condições elas liberam as funcionalidades seguintes, não satisfeitas suas condições, bem, será melhor procurar outra alternativa.

Porta AND:

A porta AND como mencionado anteriormente só permite o fluxo se ambas as condições forem positivas, qualquer outra possibilidade será rejeitada. Ou seja, 1 e 1 = 1, tudo ok, pode continuar! Mas se um zero aparecer, nada feito! 1 e 0 = 0, 0 e 1 = 0 e 0 e 0 = 0!

Porta NOT:

A porta NOT é muito interessante, e apesar de ser mais simples que a porta AND, ela vem depois, afinal, ela é um inversor de cargas, se o valor for positivo ela diz que é negativo, e se for negativo ela diz que é positivo. É a porta lógica mais mentirosa que existe!

Porta NAND:

A porta NAND é a oposta a AND, se a AND só permite o fluxo com ambas as condições, a NAND só não permite essa condição: 1 e 1 = 0; logo, apareceu um zero, tudo Ok! 1 e 0 = 1, 0 e 1 = 1 e 0 e 0 = 1. A porta NAND é uma porta AND que aprendeu a mentir com a porta NOT.

Porta OR:

A porta OR é uma porta simples de entender, mas complexa de existir, ela permite que o fluxo seja executado se receber qualquer valor positivo, veja, ela não é tão exigente quanto a porta AND. A porta OR, na verdade é uma porta NAND, que recebe os valores de duas portas NOT. É uma mentindo para a outra… Quando ela recebe 1 e 1 ela diz que é igual a 1, mas na verdade a porta NOT disse para a NAND que o valor era de 0 e 0, e a porta NAND mentiu dizendo que o valor era 1 e 1 = 1.

Porta NOR:

Assim como a porta NAND é uma porta AND que aprendeu a mentir com a porta NOT, a porta NOR é uma porta OR que aprendeu a mentir com a porta NOT. Você lembra que a porta OR são duas portas NOT mentindo para uma porta NAND, ou seja, uma mentindo para a outra. Agora tem mais uma mentindo, é uma mentira tripla! A porta NOR diz que somente 0 e 0 = 1, todas as outras possibilidades são falsas: 1 e 1 = 0, 1 e 0 = 0 e 0 e 1 = 0.

Porta XOR (Exclusive OR):

A porta XOR é uma porta exclusiva, ela só permite o fluxo quando suas condições são distintas. 1 e 0 = 1 e 0 e 1 = 1, logo, 1 e 1 = 0 e 0 e 0 = 0. Essa porta exclusiva tem uma particularidade interessante, ela utiliza três outras portas em seu conjunto. É uma porta NAND e uma porta OR recebendo ambas os mesmos valores, e cada uma enviando um valor para uma porta AND. Quando um valor for positivo, a porta OR permitira o fluxo; por outro lado, a porta NAND permitira o fluxo se um valor for negativo, e como ambas entregam seus valores para uma porta AND que só permitira o fluxo se ambas as condições forem positivas, somente os valores distintos podem ser validados, excluindo assim as possibilidades dos valores equivalentes.

Porta XNOR (Exclusive NOR):

Acredito que aqui você já seja capaz de identificar essa porta facilmente, sim, ela é uma porta XOR que aprendeu a mentir com a porta NOT. Ela faz a o mesmo caminho que a porta XOR, mas no final menti, e só permite os valores equivalentes: 0 e 0 = 1 e 1 e 1 = 1, portanto, 1 e 0 = 0 e 0 e 1 = 0.

Porta BUFFER:

A porta BUFFER é irmã da porta NOT, mas diferente dela, ela só diz a verdade. E você pode pensar que ela seja uma porta inútil, mas não, ela é bem útil. Quando ela recebe um valor ela amplifica esse valor ao máximo permitindo que ele seja distribuído para outras portas lógicas. Lembra da porta XOR, que é uma porta NAND e uma porta OR recebendo o mesmo valor, então, o BUFFER recebe um valor positivo envia para outros dois BUFFERS, fazendo com que aquele valor inicial mantenha a mesma carga, e esses BUFFERS enviam para as outras portas lógicas.

Basicamente é assim que os computadores entendem dados, e lembre-se, dados não são dados, são correntes. Para entender melhor e aprofundar mais no assunto você pode continuar seu estudo através da Álgebra Booleana.

Para não ficar muito extenso o artigo, por hoje eu finalizo aqui, e no próximo artigo eu continuo com a mágica dessa máquina fantástica!