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 עד הבית נהריה, טכנאי מחשבים גליל מערבי, טכנאי מחשבים במעלות, טכנאי מחשבים בשלומי, טכנאי מחשבים ניידים, טכנאי מחשבים נייחים, תיקון מחשבים, תיקון מחשבים בנהריה, תיקון מחשבים בשלומי, תיקון מחשבים גליל מערבי, תיקון מחשבים במעלות, תיקון מחשבים ניידים, תיקון מחשבים ניידים בנהריה, תיקון מחשבים נייחים, תיקון מחשבים נייחים בנהריה,  תיקון מחשב נייד, תיקון מחשב נייד בנהריה, תיקון מחשב נייח, תיקון מחשב נייח בנהריה, תיקון מחשב, תיקון מחשב בנהריה, מעבדה לתיקון מחשבים, מעבדה לתיקון מחשבים בנהריה, מעבדה לתיקון מחשבים ניידים,  מעבדה לתיקון מחשבים ניידים בנהריה
Comments