מאמרים‏ > ‏

איך המחשב עובד?

פעם לא חשבו כמו היום.
זה היה כנראה החיזוי הכי גרוע בהיסטוריה.
בשנות הארבעים תומס ווטסון, הבעלים של חברת IBM, אמר "העולם לא צריך יותר מחמישה מחשבים".
שישה עשורים מאוחר יותר, היה כ מילארד מחשבים ברחבי העולם.
ווסטון לא חשב שהמחשבים ישתנו במידה עצומה עם השנים.
בשנות ה-40 המחשבים היו בגדלים ענקיים שהוזמנו ע"י הממשל בעליות של מליוני דולרים למחשב.
כיום, הסיפור הזה יכול להיות אגדה, המחשבים נמצאים בכל מקום : מיקרוגלים, טלפונים סלוללריים ומכשירים דיגיטליים למינהם.
איך משלבים את המחשב במכשירים האלה אתם שואלים?, ואיך הם עובדים?




מה זה בעצם מחשב?

מחשב הוא מכונה אלקטרונית שמעבד מידע - לוקח נתונים בצד אחד ומאחסן אותם עד שיהיה מוכן לעבוד עליהם, ואז נותן את התוצאה בצד האחר.
הצד האחד שלוקח נתונים נקרא קלט ואילו הצד השני שנותן את הנתונים נקרא קלט.
איחסון המידע ידוע יותר בשמו "זיכרון".

תארו לעצמכם שאנשים היו מחשבים.
נניח שאתם מכירים מישהו שהוא תותח במתמטיקה, הוא פשוט גאון - שכל מי שמכיר אותו נותן לו לפתור בעיות הקשורות במתמטיקה.
כולם שולחים אליו את הבעיות שיש להם בתיבת הדואר שלו - הבעיות של האנשים מצטברים אצלו ואז שהוא מפנה זמן לאותם בעיות הוא פותר אותם ומחזיר את הפיתרונות לאנשים כשזה גמור - ככה אחד אחרי השני עד שזה נגמר.
ככה עובד המחשב.
תיבת הדואר היא קלט.
הערימה של הבעיות היא הזיכרון.
המוח של הבנאדם הוא המעבד.
התשובות הם הפלט.



* קלט - המקלדת והעבר שלך, קבלת מידע לתוך המחשב והוא יכול לעבד את המידע.
* איחסון\זיכרון - המחשב שומר את כל הקבצים על הכונן הקשיח.
                       מכשירים כגון מצלמות ומכשירי סלולר משתמשים באיחסון זיכרון פלאש קטן.
* עיבוד - המעבד של המחשב הוא שבב זעיר הנמצא בתוך הלוח אם.
             הוא עובד קשה ולכן יש על המעבד מאוורר קטן בכדי שלא יתחמם יתר על המידה.
* פלט - ביציאת המחשב מתחבר מסך המסוגל להציג רזולוציה גבוהה, גרפיקה, רמקולים, מדפסת.




מהי תוכנית מחשב?

כפי שניתן להבין עד עכשיו, המחשבים הראשונים היו ענקיים - הם ביצעו פעולות חישוב, לרוב פעולות מתמטיות.
היום, המחשבים עובדים על מגוון רחב יותר של בעיות - אבל, עדיין כולם עושים חישובים.
 
נניח שאנחנו רוצים להעתיק תמונה דיגיטלית מסויימת, אנחנו צריכים לפתוח אותה במחשב באמצעות תוכנה שמיועדת לעריכת תמונות, התמונה שלנו מורכבת ממליוני פיקסלים בודדים המסודרים בצורת רשת.
מבחינת המחשב כל פיקסל בתמונה מייצג מספר, בכדי לעשות זאת המחשב קורא את רצף המספרים ומבצע את הפעולה.
כמו כן אם אנחנו רוצים לבצע פעולה דומה כמו למשל להעתיק את התמונה שלנו למקום אחר - המחשב קורא את רצף המספרים ומתרגם אותם ולאחר מכן מבצע את הפעולה.
הפעולה מסתכמת במספרים וחישובים.

השוני בין מחשב למחשבון הוא שהמחשב יכול לעבוד בכוחות עצמו.
אנחנו נותנים למחשב הוראות והוא מבחינתו מבצע סידרה ארוכה ומורכבת של פעולות בכוחות עצמו.
בשנות ה- 70 וה 80, אם רצינו שהמחשב יעשה עבורנו כמעט כל דבר, היינו צריכים לכתוב תוכנית אשר תגרום לו לעשות זאת, נניח שהיינו רוצים לכתוב מכתב במחשב, היינו צריכים לכתוב תוכנית אשר הייתה מסוגלת לקרוא את המקשים במקלדת, לאחסן אותם בזיכרון ולהציגם על המסך.
הזמן של הכתיבה של התוכנית לקח יותר זמן מאשר המכתב עצמו, עם הזמן אנשים החלו למכור תוכניות כגון מעבד תמללים בכדי לחסוך את הצורך בכתיבת התוכנית בעצמנו.

היום, רובנו עובדים על תוכניות שעבר נכתוב מראש כמו וורד, אקסל או תוכנות דומות אשר ניתנות להורדה.
נדירים האנשים אשר עוד כותבים תוכניות.
רוב האנשים מסתכלים על המחשב בתור כלי שעוזר להם לעשות את עבודתם ולא בתור מכונה אלקטרונית מורכבת - הם צריכים לחסוך בזמן ולא לכתוב תכנית ולכן משתמשים בתוכנית מוכנה מראש.


מה ההבדל בין תוכנה לחומרה?

המחשב יכול להריץ תוכנית וורד, לאחר מכן תוכנית לעריכת תמונות, ולאחר מכן להשמיע מוזיקה.
המחשב יכול לתכנת מחדש ככל שרק נרצה.
החומרה של המחשב החלקים והחתיכות שממנה עם עשויים כגון ציוד היקפי - עכבר מקלדת ומדפסת שנחבר למחשב, דיי קבועה פחות או יותר כאשר אנו קונים אותה.
החומרה היא מה שקובע האם המחשב שלנו חזק או חלש  - היכולת להפעיל תוכנות שונות זה מה שהופך את זה לגמיש.
כי מחשבים יכולים לעשות כל כך הרבה עבודות שונות וזה מה שעושה אותם כל כל שימושיים לכן רובנו לא יכולים לחיות בלעדיהם.

מערכת ההפעלה, מהי?


נחזור לשנות ה 70, אנחנו רוצים לתכנת את המחשב שלנו שיעבוד בתור מעבד תמלילים, זה ייקח לנו כמה ימים של עבודה.
לאחר מכן אנחנו מחליטים שאנחנו רוצים לתכנת מחדש את המחשב שישחק בשבילנו משחק שחמט.
כעבור זמן מה החלטנו שאחנו רוצים לתכנת אתהמחשב שישמור לנו את אוסף התמונות שלנו.
כל אחת מהתוכניות שכתבנו עושה דברים שונים, אבל התוכניות עושות דברים דיי דומים.
התוכנית צריכה להיות מסוגלת לקרוא את קודי המפתחות על המקלדת, לחפש דברים ששמורים בזיכרון ולשלוף אותם, להציג תמונות על המסך.
אם היינו כותבים הרבה תוכניות שעושות דברים שונים היינו מגלים שאת הדברים הבסיסיים היינו כותבים שוב ושוב.
למה לא לאסוף את כל הדברים הבסיסיים של התוכניות ולעשות שימוש חוזר בכל פעם מחדש?

הרעיון הבסיסי מאחורי מערכת ההפעלה זוהי הליבה של התוכנה במחשב שולט ממטלות בסיסיות של קלט פלט, איחסון ועיבוד.
אפשר לחשוב על מערכת ההפעלה בשם "יסודות" של התוכנה במחשב בגלל שתוכניות אחרות המכונים יישומים בנויים על מערכת ההפעלה.
מעבד תמללים ומשחק שחמט הם שני יישומים שונים, שניהם מסתמכים על מערכת ההפעלה בכדי לבצע קלט פלט.
מערכת ההפעלה מסתמכת על חלק יסודי יותר הנקרא בשם BIOS (Basic Input Output System), חלק זה מקשר בין התוכנה לבין מערכת ההפעלה של החומרה.
שלא כמו מערכת הפעלה, שהיא שונה ממחשב למחשב, ה BIOS אינו משתנה ממחשב למחשב, על פי תורת חומרת מדויקת והוא מגיע בדרך כלל בכתב על ידי יצרן החומרה.
ה BIOS אינו נחשב לתוכנה, הוא תוכנית למחצה המאוחסנת לצמיתות בתוך המחשב בחלק המרכזי של הצי'פ זה נקרא בשם קושחה ובדרך כלל ניתן לעדכנו מידי פעם.

למערכת ההפעלה יש יתרון גדול נוסף.
נחזור שוב לשנות ה 70 וה 80, כמעט כל המחשבים היו שונים.
כולם רצו מחשב משלהם בדרכים שלהם - שבבי מעבדים שונים, כתובת זיכרון, גודל מסך.
תוכניות שנכתבו עבור מחשבי APPLE בדרך כלל לא התאימו למחשבים מסוג IBM ללא המרה נרחבת למדי.
דבר זה היווה בעיה גדול למתכנתים משום שהם היו צריכים לשנות את כל התוכניות שלהם בכל פעם שהם שהם רצו להפעיל אותם על מחשבים שונים.
איך מערכת ההפעלה עזרה? אם יש לכם מערכת הפעלה סטנדרטית ואתם רוצים שהיא תתאים על מחשב כלשהו, כל מה שאתם צריכים לעשות הוא לכתוב יישומים אשר עובדים על מערכת הפעלה.
לאחר מכן, כל היישומים יעבדו על מחשב כלשהו.
מערכת ההפעלה שעשתה פריצת דרך הייתה כמובן Microsoft Windows שנבנתה על ידי ביל גייטס.











תגיות : איך המחשב עובד, מערכת ההפעלה, קלט, פלט, איחסון, זיכרון, עיבוד, תוכנית מחשב, ההבדל בין תוכנה לחומרה, טכנאי מחשבים, טכנאי מחשבים בצפון, טכנאי מחשבים בנהריה, טכנאי מחשבים גליל מערבי, טכנאי מחשבים במעלות, טכנאי מחשבים בשלומי, טכנאי מחשבים בגליל מערבי, טכנאי מחשבים בכפר ורדים, טכנאי מחשבים בכרמיאל, טכנאי מחשבים בעכו, טכנאי מחשבים בצפת, טכנאי מחשבים לעסק, טכנאי מחשבים לעסק בנהריה, טכנאי מחשבים לעסק בשלומי, טכנאי מחשבים לעסק בגליל מערבי, טכנאי מחשבים לעסק במעלות, טכנאי מחשבים לעסק בכפר ורדים, טכנאי מחשבים לעסק בכרמיאל, טכנאי מחשבים לעסק בעכו, טכנאי מחשבים לעסק בצפת, טכנאי מחשבים עד הבית בנהריה, טכנאי מחשבים עד הבית בשלומי, טכנאי מחשבים עד הבית במעלות, טכנאי מחשבים בכרמיאל עד הבית, טכנאי מחשבים בעכו עד הבית, טכנאי מחשבים בצפת עד הבית, טכנאי מחשבים ניידים, טכנאי מחשבים ניידים בנהריה, טכנאי מחשבים ניידים בשלומי, טכנאי מחשבים ניידים בגליל מערבי, טכנאי מחשבים ניידים במעלות, טכנאי מחשבים ניידים בכפר ורדים, טכנאי מחשבים ניידים בכרמיאל, טכנאי מחשבים ניידים בעכו, טכנאי מחשבים ניידים בצפת, תיקון מחשבים ניידים, תיקון מחשבים ניידים בנהריה, תיקון מחשבים ניידים בשלומי, תיקון מחשבים ניידים  בגליל מערבי, תיקון מחשבים ניידים במעלות, תיקון מחשבים ניידים בכפר ורדים, תיקון מחשבים ניידים בכרמיאל, תיקון מחשבים ניידים בעכו, תיקון מחשבים ניידים בצפת, טכנאי מחשבים נייחים, טכנאי מחשבים נייחים בנהריה, טכנאי מחשבים נייחים בשלומי, טכנאי מחשבים נייחים בגליל מערבי, טכנאי מחשבים נייחים במעלות, טכנאי מחשבים נייחים בכפר ורדים, טכנאי מחשבים נייחים  בכרמיאל, טכנאי מחשבים נייחים  בעכו, טכנאי מחשבים נייחים בצפת, תיקון מחשבים, תיקון מחשבים בנהריה, תיקון מחשבים בשלומי, תיקון מחשבים בגליל מערבי, תיקון מחשבים במעלות, תיקון מחשבים בכפר ורדים, תיקון מחשבים בכרמיאל, תיקון מחשבים בעכו, תיקון מחשבים בצפת, תיקון מחשבים נייחים, תיקון מחשבים נייחים בנהריה, תיקון מחשבים נייחים בשלומי, תיקון מחשבים נייחים במעלות, תיקון מחשבים נייחים בכפר ורדים, תיקון מחשבים נייחים בכרמיאל, תיקון מחשבים נייחים בעכו, תיקון מחשבים נייחים בצפת, תיקון מחשב נייד, תיקון מחשב נייד בנהריה, תיקון מחשב נייד בשלומי, תיקון מחשב נייד  בגליל מערבי, תיקון מחשב נייד במעלות, תיקון מחשב נייד בכפר ורדים, תיקון מחשב נייד בכרמיאל, תיקון מחשב נייד בעכו, תיקון מחשב נייד בצפת, תיקון מחשב נייח, תיקון מחשב נייח בנהריה, תיקון מחשב נייח בשלומי, תיקון מחשב נייח  בגליל מערבי, תיקון מחשב נייח במעלות, תיקון מחשב נייח בכפר ורדים, תיקון מחשב נייח בכרמיאל, תיקון מחשב נייח בעכו, תיקון מחשב נייח בצפת, תיקון מחשב, תיקון מחשב בנהריה, תיקון מחשב בשלומי, תיקון מחשב בגליל מערבי, תיקון מחשב במעלות, תיקון מחשב בכפר ורדים, תיקון מחשב בכרמיאל, תיקון מחשב בעכו, תיקון מחשב בצפת, מעבדת מחשבים, מעבדת מחשבים בנהריה, מעבדת מחשבים בשלומי, מעבדת מחשבים בגליל מערבי, מעבדת מחשבים במעלות, מעבדת מחשבים בכפר ורדים, מעבדת מחשבים  בכרמיאל, מעבדת מחשבים  בעכו, מעבדת מחשבים בצפת, מעבדת מחשב נייד, מעבדת מחשב נייד בנהריה, מעבדת מחשב נייד בשלומי, מעבדת מחשב נייד בגליל מערבי, מעבדת מחשב נייד במעלות, מעבדת מחשב נייד בכפר ורדים, מעבדת מחשב נייד בכרמיאל, מעבדת מחשב נייד בעכו, מעבדת מחשב נייד בצפת, מעבדה לתיקון מחשבים, מעבדה לתיקון מחשבים בנהריה, מעבדה לתיקון מחשבים בשלומי, מעבדה לתיקון מחשבים  בגליל מערבי, מעבדה לתיקון מחשבים במעלות, מעבדה לתיקון מחשבים בכפר ורדים, מעבדה לתיקון מחשבים בכרמיאל, מעבדה לתיקון מחשבים בעכו, מעבדה לתיקון מחשבים בצפת, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים,  מעבדה לתיקון מחשבים ניידים בנהריה, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים בשלומי, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים  בגליל מערבי, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים במעלות, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים  בכפר ורדים, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים  בכרמיאל, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים  בעכו, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים  בצפת, מעבדה לתיקון מחשב נייד, מעבדה לתיקון מחשב נייד בנהריה, מעבדה לתיקון מחשב נייד בשלומי, מעבדה לתיקון מחשב נייד בגליל מערבי, מעבדה לתיקון מחשב נייד במעלות, מעבדה לתיקון מחשב נייד בכפר ורדים, מעבדה לתיקון מחשב נייד בכרמיאל, מעבדה לתיקון מחשב נייד בעכו, מעבדה לתיקון מחשב נייד בצפת, תיקון לפטופ, תיקון לפטופ בנהריה, תיקון לפטופ בשלומי, תיקון לפטופ בגליל מערבי, תיקון לפטופ במעלות, תיקון לפטופ  בכפר ורדים, תיקון לפטופ  בכרמיאל, תיקון לפטופ בעכו, תיקון לפטופ  בצפת, טכנאי מחשב נייד, טכנאי מחשב נייד בנהריה, טכנאי מחשב נייד בשלומי, טכנאי מחשב נייד בגליל מערבי, טכנאי מחשב נייד במעלות, טכנאי מחשב נייד בכפר ורדים, טכנאי מחשב נייד בכרמיאל, טכנאי מחשב נייד בעכו, טכנאי מחשב נייד בצפת
Comments