הכרת המחשב האישי PC - Personal Computer

היסטוריה המחשבים הראשונים היו גדולים מאוד ויקרים, רק גופים מאוד גדולים הרשו לעצמם להחזיק מחשב ב-1975 התחיל תהליך הפיתוח של המחשב האישי הראשון. בשנות ה-80 מחשבי IBM ותואמי IBM. המחשבים של היום. מחשבים בעלי עוצמה רבה ומסוגלים לבצע פעולות מולטימדיה מורכבות

קלט פלט תהליך עיבוד מידע process input output המחשב הוא מכונה אלקטרונית הקולטת נתונים , מעבדת אותם ופולטת מידע הנוצר בתהליך העיבוד.

אבחנה בין חומרה ותוכנה תוכנה - Software החלק הבלתי מוחשי של המחשב הכולל תוכניות ונתונים, שבאמצעותם המחשב יודע מה עליו לבצע. חומרה - Hardware ציוד לעיבוד נתונים, החלק הפיסי של המחשב (“הברזלים”).

קלט - קבלת נתונים יחידת הקלט אחראית על תרגום אותות המידע הנקלטים במחשב (לדוגמה, הזזת עכבר) לשפה שאותה יבין מחשב. מקלדת פקס סורק אופטי מיקרופון CD ROM עכבר מצלמה דיגיטלית

אמצעי קלט (input) מקלדת עכבר מוט היגוי - ג’ויסטיק מיקרופון מסך מגע סורק אופטי טוש מגנטי מצלמה דיגיטלית עט אור חיישן

אמצעי קלט (המשך) זיהוי תווים אופטי OPTICAL CHARACTER RECOGNITION (OCR) דוגמא: בר-קוד BAR CODE זיהוי תווי דיו מגנטית MAGNETIC INK CHARACTER RECOGNITION (MICR) דוגמא: המחאות אמצעים לזיהוי כתב יד אמצעים לזיהוי טביעות אצבעות אמצעים לזיהוי רשתית עין

מקלדת עכבר המקלדת מאפשרת להזין נתונים למחשב המקלדות שונות זו מזו במספר הכפתורים והאופציות אותן הן מציעות בכל המקלדות קיימים מספר כפתורים בסיסיים עכבר העכבר מאפשר לנו להזיז את הסמן על פני המסך ולבצע פעולות בחירה שונות

ציוד היקפי נוסף ניתן לחבר למחשב מגוון רב של ציוד בהתאם לאופי השימוש, כגון: סורק, מצלמה, מיקרופון, רמקולים ועוד.

יחידת פלט אחראית על תרגום המידע המתקבל מהמחשב לשפה המובנת למשתמש. פלט -הוצאת מידע יחידת פלט אחראית על תרגום המידע המתקבל מהמחשב לשפה המובנת למשתמש. מדפסת מסך מענה קולי רמקול פקס דיסקים

אמצעי פלט (output) מסך מדפסת כרטיס קול + רמקולים אביזרי מציאות מדומה (virtual reality)

מסך המסך מאפשר לצפות בנתונים אותם מפיק המחשב. ברוב המחשבים אין צורך לכבות/להדליק את המסך עם כיבוי/הדלקת המחשב.

חומרת המחשב מעבד (CPU) אמצעי פלט (output) אמצעי קלט (input) ערוצי תקשורת BUSES אמצעי פלט (output) אמצעי קלט (input) זיכרון (ראשי) אמצעי תקשורת אמצעי אחסון BUS - ערוץ תקשורת פנימי שדרכו מועברת אינפורמציה בין היחידות השונות

יחידת העיבוד המרכזית - ה CPU המעבד המרכזי (Central Processing Unit) הוא “המוח” של המחשב האישי. אוסף רכיבים ומעגלים אלקטרוניים המנהלים את פעילות המחשב . יחידה זו מבצעת הבאת פקודות מהזיכרון וביצוען. תפקידיו העיקריים של המעבד הם: הבאת הוראות מהזיכרון פענוח ההוראות הבאת נתונים מהזיכרון או מאמצעי אחסון חיצוני עיבוד הנתונים כתיבת הנתונים בחזרה לזיכרון או לאמצעי אחסון חיצוני

Arithmetic/Logic Unit CPU -אחראי לבצע פעולות אריתמטיות ולוגיות במחשב, עיבודי נתונים, ניהול ופיקוח היחידות השונות במחשב. ALU - יחידה אריתמטית לוגית: מבצעת עיבודים וחישובים . ביכולתה לבצע פעולות חיבור, חיסור והשוואות. CU- יחידת הבקרה: מעורבת בכל פעולה הנעשית במחשב. מבקרת יחידות אחרות. זיכרון ראשי: מאחסן נתונים ותוכניות באופן זמני. Arithmetic/Logic Unit Control Unit Main Memory

ארגון יחידת הבקרה: שני אוגרים חשובים: אוגר (register) יחידת זיכרון: גודלה תא אחד יכול להכיל מספר בן 6 ספרות (כמו תא בזיכרון) שני אוגרים חשובים: אוגר IP משמש לשמירה של הכתובת של ההוראה שעל המעבד להביא מהזיכרון והוא נקרא מצביע להוראה (Instruction Pointer). אוגר IR משמש לשמירת ההוראה שהובאה מהזיכרון אל המעבד והוא נקרא אוגר הוראות) Instruction Register) ובו משתמשים לצורך פענוח ההוראה. רכיבים נוספים שלא נתייחס אליהם: יחידה לחישוב כתובת, יחידה לטיפול בפניה לפסים, יחידה לפענוח הוראות וכדומה

ארכיטקטורה של "מחשב" פשוט ארכיטקטורה של "מחשב" פשוט יחידת הביצוע יחידה אריתמטית לוגית (ALU) תפקידה לבצע את הוראות התכנית. הוראות בתכנית מגדירות פעולות שונות כמו: העברת נתונים ממקום למקום, פעולות אריתמטיות ( חיבור, חיסור, כפל, חילוק), פעולות לוגיות כמו השוואה בין ערכים

ארכיטקטורה של "מחשב" פשוט ארכיטקטורה של "מחשב" פשוט יחידות זיכרון בהן משתמש ה- ALU יחידות זיכרון לשמירת נתונים עליהם מתבצעות הפעולות אילוץ חומרה: כל פעולה אריתמטית או לוגית (חיבור/השוואה) שמבצעת היחידה האריתמטית לוגית, מתבצעת על נתונים שנמצאים באוגרים אלו. במחשב שלנו יש 2 אוגרים למטרות כליליות אותם נכנה כ: DR1 ו- DR2. אוגר נוסף הנקרא אוגר דגלים FR (Flag Register) תפקידו לשמור תוצאות של ביצוע פעולות לוגיות לדוגמה, בביצוע השוואה האם X = Y? צריך לשמור מידע (אמת או שקר) מטח אוגוסט 2005

מבנה סכמתי של "מחשב" פשוט

מעגל הוראה וביצוע Instruction & Execution Cycle א. מעגל I (Instruction Cycle – I Cycle) מעגל הוראה: שליפת (אחזור) הוראה פענוח הוראה מיקום ברגיסטר הוראה מיקום ברגיסטר כתובת

מעגל הוראה וביצוע Instruction & Execution Cycle ב. מעגל E (Execution Cycle – E Cycle) מעגל ביצוע: שלח נתונים מהזיכרון הראשי לרגיסטר האחסון הפעל ALU ALU מבצע את ההוראה שלח תוצאות למאגר

יחידת העיבוד המרכזית - ה CPU חברות מובילות בשוק המעבדים למחשבים אישיים : Intel , AMD, IBM, Motorola, VIA. התכונה החשובה ביותר במעבד היא מהירותו. מחזורי הפקודות מבוצעים תחת פיקוחו של השעון הפנימי. מקובל לכן למדוד את מהירות ה -CPU על פי תדירות השעון (מספר הפעימות בשנייה). לדוגמה:GHz 2,67 = 2,67 מיליארד תקתוקי שעון בשנייה.

זיכרון ראשי/מרכזי/פנימי (Primary/Main/Internal Memory) סוגי הזיכרון: Random Access Memory (RAM) נדיף מחזיק נתונים והוראות לפני עיבוד, תוצאות ביניים, ונתונים מעובדים. Read Only Memory (ROM) לא נדיף

זיכרון לקריאה בלבד Read Only Memory - ROM זיכרון לקריאה בלבד (בד"כ). כתיבה מבוצעת ע"י היצרן (בד"כ). מכיל מידע שאינו נמחק עם כיבוי המחשב ולא ניתן למחוק אותו או לשנות (בד"כ). זיכרון זה כולל בתוכו צורה של ספרות ואותיות, פעולות חשבון, ופונקציות אחרות. הוא מכיל את הפקודות השונות להפעלת המחשב, ברגע שמדליקים אותו.

RAM (Random Access Memory) זיכרון המאפשר קריאה וכתיבה ומשמש שטח עבודה כל תוכנית העובדת במחשב נטענת לזיכרון זה תכונות ה-RAM: מהיר נדיף, נמחק עם ניתוק המתח החשמלי תפקידי ה-RAM: אחסון הנתונים שאותם מעבדים אחסון התוכניות לעיבוד הנתונים (או חלקן) אחסון תוכניות מערכת ההפעלה המנהלת את המחשב

זיכרון Random Access Memory – RAM אוסף של תאים זיכרון (ביתים). לכל תא כתובת ייחודית. ניתן לרשום בזיכרון זה נתונים ולקרוא ממנו נתונים, לכן הוא מכונה גם זיכרון לקריאה וכתיבה. זיכרון RAM הוא זיכרון נדיף כלומר המידע בו נשמר כל עוד יש חשמל. ברגע כיבוי המתח, המידע נעלם. לכן יש צורך בשמירת המידע בזיכרון חיצוני. זיכרון RAM מהיר מאוד. במחשב ביתי יש GB 2 זיכרון RAM. גישה אקראית לכל תא בזיכרון, זמן גישה הוא אחיד.

אחסון משני / זיכרון חיצוני SECONDARY STORAGE אחסון משני / זיכרון חיצוני קיימים מספר אמצעי אחסון לטווח ארוך: סרט מגנטי קלטת מגנטית דיסקט דיסק מגנטי תקליטור Disk On Key

אחסון משני Secondary Storage אמצעי אחסון נתונים בנוסף לזיכרון הראשי קיבולת גבוהה יותר זול יותר לא נדיף אין צורך באספקת חשמל מתמדת נייד (בד"כ)

סרט מגנטי וקלטות מגנטיות משמשים כיום בדרך כלל לגיבויים בעלי קיבולת גבוהה כתיבה/קריאה איטית

דיסקט (Floppy Disk) דיסקט הבנוי מצלחת פלסטית המצופה חומר מגנטי הראש קורא/כותב נמצא בתוך כונן הדיסקטים קיבולת: 1.44 MB מהירות סיבוב: כ-300 סיבובים בדקה (איטי) נייד זול פעולת הפרמוט (Format): הכנת הדיסק לשימוש מתג ההגנה: מניעת אפשרות הכתיבה

דיסק מגנטי Magnetic Disk מארז דיסק - מספר תקליטים משותפי מרכז המסתובבים כיחידה אחת. עשוי מצלחת אחת או יותר המצופות בחומר הניתן למגנוט; על כל משטח מולבש ראש קריאה/כתיבה. כל הראשים נעים יחד; אפשרות של גישה ישירה לכל נקודה על כל משטח; משמש בכל המחשבים; מתאים לכל סוגי הקבצים; מהירות סיבוב: כ- 7200 בדקה לרוב לא נייד

תקליטור(CD –Compact Disk) דיסק אופטי המאפשר קריאה באמצעות קרן אופטי קיימים מספר סוגים: CD-ROM: קריאה בלבד CD-WORM: כתיבה חד-פעמית וקריאה CD-RW: מאפשר לכתוב עליו מספר פעמים ולקרוא ממנו בעל קיבולת גבוהה (עד 800MB, או 10GB ב-DVD) איטי יותר מדיסק קשיח ומהיר יותר מדיסקט נייד וזול

זיכרון חיצוני/משני Disk On Key: זיכרון מבוסס Flash מתחבר למחשב דרך חיבור ה-USB בעל קיבולת גבוהה (מעל 1GB) נייד יקר יחסית ל-CD ROM מאפשר כתיבה וקריאה ללא הגבלה

זיכרון משני זיכרון ראשי מאחסן נתונים לצורך שימוש בזמן כלשהו נפח גדול, מהירות איטית ומחיר נמוך יחסית נגיש למשתמש, עם אפשרות קריאה ובד”כ גם כתיבה נמצא בתוך המחשב (דיסק קשיח) או במדיה חיצונית: דיסקטים, CD-ROM, כונן נשלף, טייפ גיבוי מכיל פקודות ונתונים המשמשים את המעבד (CPU) באופן מיידי וזמני נפח קטן, מהירות קריאה וכתיבה גבוהה ומחיר גבוה יחסית לא נגיש למשתמש. בחלקו הקטן צרוב בחומרה ו(בד"כ) אינו מחיק (ROM) ובחלק הגדול מנוהל ע"י מערכת ההפעלה (RAM) נמצא בסמוך מאוד למעבד