דלג לתוכן

חומרה

מדעי המחשב IGCSE · נושא 3

שיעור וידאו לנושא זה פתח את עמוד הוידאו
18:08

מעבד המרכזי (CPU)

המעבד בטלפון שלך עושה דבר פשוט כמעט עד כדי טלות. הוריד הוראה אחת. הבן מה היא פירושה. ביצע אותה. לאחר מכן הוריד את ההוראה הבאה. זהו…

קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון

3.1

יחידת העיבוד המרכזית (CPU)

סיילבוס
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 (א) הבן את תפקיד מעבד המידע המרכזי (CPU) במחשב • מעבד המידע המרכזי מעבד הוראות ונתונים שנכנסו למחשב כך שניתן יהיה להוציאם
(ב) הבן מה נועד במונח מיקרו-מעבד • מיקרו-מעבד הוא סוג של מעגל משולב על שבב יחיד
2 (א) הבן את תפקיד רכיבי המעבד המרכזי במחשב בעל ארכיטקטורת פון ניומן • כולל: – יחידות: יחידת לוגיקה וחשבון (ALU) ויחידת בקרה (CU) – רשומות: ספירת תוכנית (PC), רשמת כתובת זיכרון (MAR), רשמת נתוני זיכרון (MDR), רשמת ההוראה הנוכחית (CIR) ומצובר (ACC) – ערוצים: ערוץ כתובות, ערוץ נתונים וערוץ בקרה
(ב) תאר את תהליך הטלה-פענוח-ביצוע (FDE), כולל את תפקודו של כל רכיב בתהליך • כיצד הוראות ונתונים נטלים מזיכרון גישה אקראית (RAM) לתוך מעבד המידע המרכזי, כיצד הם מעובדים באמצעות כל רכיב וכיצד מתבצע ביצועם • אחסון נתונים וכתובות ברשומות ספציפיות • שימוש בערוצים להעברת נתונים, כתובות ואותות • שימוש ביחידות להטלה, פענוח וביצוע נתונים והוראות
3 הבן מה נועד במונחים ליבה, מטמון ושעון במעבד המידע המרכזי והסבר כיצד הם יכולים להשפיע על הביצועים שלו • מספר הליבות, גודל המטמון ומהירות השעון יכולים להשפיע על הביצועים של מעבד המידע המרכזי
4 הבן את התפקיד והשימוש בסט הוראות עבור מעבד המידע המרכזי • סט הוראות הוא רשימה של כל הפקודות שתוכלו לעובד על ידי מעבד המידע המרכזי, והפקודות הן קוד מכונה
5 תאר את התפקיד והמאפיינים של מערכת מובנית זיהוי מכשירים בהם היא משמשת לרוב • מערכת מובנית משמשת לבצע פונקציות ייעודיות. לדוגמה, במכשירי חשמל ביתיים, מכוניות, מערכות אבטחה, מערכות תאורה או מכונות מכירה אוטומטיות. הדבר שונה ממחשב רב-שימושי המשמש לבצע פונקציות שונות רבות. לדוגמה, במחשב אישי (PC) או במחשב נייד

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

מחזור fetch-decode-execute

יחידת העיבוד המרכזית (CPU) היא חלק המחשב שמעבד נתונים ומבצע הוראות. היא מפעילה תוכניות על ידי חזרה על מחזור, מיליונות פעמים בכל שנייה.

שבב מחשב מרובע עם כיסוי מתכתי מבריק ושם הדגם מודפס עליו
מעבד מרכזי (CPU): השבב שמעבד נתונים ומפעיל את ההוראות

חלקי המעבד המרכזי

חלק מה עושה
יחידת לוגיקה ואריתמטיקה (ALU) מבצעת חישובים (חיבור, חיסור) ופעולות לוגיות (השוואה)
יחידת בקרה (CU) שולחת אותות בקרה כדי לנהל את כל החלקים ולספק להם הוראות ביצוע
רישומים מאגרים קטנים מאוד ומהירים מאוד המאחסנים פריט מידע אחד בכל פעם

החלקים מחוברים באמצעות בוסים — סדרות של חוטים המובילים מידע:

  • בוס הכותרות מעביר כתובות זיכרון (בכיוון אחד);
  • בוס הנתונים מעביר נתונים והוראות (בשני הכיוונים);
  • בוס הבקרה מעביר אותות בקרה.
תרשים בלוקים של מעבד מרכזי המכיל את יחידת הבקרה, ALU ורישומים, מחוברים לזיכרון הראשי באמצעות בוס הכותרות, בוס הנתונים ובוס הבקרה
מעבד מרכזי מכיל את יחידת הבקרה, ALU ורישומים; שלושה בוסים מקשרים אותו לזיכרון הראשי

רישומים מיוחדים

רישומים אלו משמשים במהלך מחזור ההוראה–ביצוע.

רישום מטרה
מדבר תוכנית (PC) אחסן כתובת ההוראה הבאה
רישום כתובת הזיכרון (MAR) אחסן הכתובת לקריאה או כתיבה אליה
רישום נתוני הזיכרון (MDR) אחסן הנתונים או ההוראה שהועתקו לאחרונה
רישום ההוראה הנוכחית (CIR) אחסן ההוראה הנבצעת כרגע
צובר (ACC) אחסן תוצאת החישובים של ALU

מחזור ההוראה–ביצוע

למחזור ההוראה–ביצוע ישנם שלושה שלבים, שנשנים שוב ושוב:

  1. Fetch — ההוראה מועתק מזיכרון לתוך מעבד (בשימוש ב-PC, MAR ו-MDR). לאחר מכן ה-PC עולה ב-1.
  2. Decode — יחידת הבקרה קובעת את משמעות ההוראה.
  3. Execute — ההוראה מתבצעת (ה-ALU עשוי לבצע חישוב, כאשר התוצאה נשלחת למצטבר).
מחזור הfetch-decode-execute המוצג כשלושה תיבות מחוברות במעגל
המעבד חוזר על שלושה שלבים: Fetch ההוראה, Decode אותה, ולאחר מכן Execute אותה

Cache memory

Cache היא כמות קטנה של זיכרון מהיר מאוד בתוך או קרוב למעבד. הוא מאחסן נתונים והוראות שהמעבד משתמש בהם לעיתים קרובות. המעבד יכול לקרוא מה-cache הרבה יותר מהר מאשר מזיכרון ראשי, ולכן המחשב פועל מהר יותר.

What affects CPU performance

Feature Effect
number of cores כל ליבה יכולה להריץ הוראות.imshow, לכן מספר ליבות גדול יותר יכול לבצע יותר עבודה בו-זמנית
cache size cache גדול יותר מכיל יותר נתונים מוכנים למעבד, ולכן הוא מחכה פחות
clock speed מספר מחזוריים בשנייה; מהירות שעון גבוהה יותר רצה יותר הוראות בשנייה

Worked example. שני מחשבים זהים אלא אם כן A יש לו מעבד חד-ליבה עם תדר 3.0 GHz ו-2 MB של cache, ו-B יש לו מעבד ארבע-ליבה עם תדר 2.4 GHz ו-8 MB של cache. איזה טוב יותר לעריכת וידאו, ומדוע? עריכת וידאו מתפצלת למספר רב של משימות שיכולות להריץ בו-זמנית, לכן ארבע הליבות של B יכולות לעבד מספר זרמים במקביל בעוד A יכול לעבוד רק על אחד בכל פעם. גם ה-cache הגדול יותר של B שומר על יותר נתונים שנשתמשים בהם לעיתים קרובות קרוב למעבד, ולכן הוא צריך להעתיק מה-RAM פחות לעיתים. B הוא הבחירה הטובה יותר, אף על פי שאין ל-A מהירות שעון גבוהה יותר. לעולם אל תענה רק על בסיס מהירות השעון: שקול ליבות, cache ומהירות שעון יחד, וקשר כל אחד מהם למשימה הנעשית.

Embedded systems

מערכת embedded היא מחשב קטן שנבנה בתוך מכשיר גדול יותר כדי לבצע משימה אחת קבועה. היא ייעודית למשימה זו, היא לרוב קטנה וזולה, ואין לה מערכת הפעלה כללית. דוגמאות: מכונת כביסה, מיקרוגל, סטטופ.

לוח מעגל ירוק עמוס בשבבים, זיכרון ומחברים, מצולם מתוך מכשיר ניווט
לוח האם מתוך מכשיר ניווט: מערכת מובנית היא מחשב ייעודי קטן כמו זה, מובנה במכשיר כדי לבצע משימה אחת וצמודה
חקור

מחזור ציוד-ביצוע

הקישור סביב הלולאה שמעבד המידע חוזר עליו מיליארדי פעמים בשנייה: לקבל את הפקודה, לפענח את המשמעות שלה, לבצע אותה, ולאחר מכן לעשות הכל שוב.

מילון מונחים אימון
English עברית
Cache/kæʃ/ מטמון
cores/kɔːz/ ליבות
clock speed/klɒk spiːd/ מהירות שעון
embedded system/emˈbedɪd ˈsɪstəm/ מערכת מובנית
memory/ˈmeməri/ זיכרון
optical mouse/ˈɒptɪkl maʊs/ עכבר אופטי
media access control/ˈmiːdiːə ˈækses kənˈtrəʊl/ כתובת בקרת גישה לתיאום (MAC)
internet protocol/ˈɪntənet ˈprəʊtəkɒl/ פרוטוקול אינטרנט (IP)
צפה בשיעור
3.2

Input devices

סיילבוס
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 הבן מה נועד במונח מכשיר כניסה ולמה הוא נדרש • כולל: – סורק ברקוד – מצלמה דיגיטלית – מקלדת – מיקרופון – עכבר אופטי – סורק QR – מסך מגע (רזיסטיבי, קפיצי ואינפרא-אדום) – סורקים דו-ממדיים (2D) ותלת-ממדיים (3D)
2 הבנה של מהי התקן תפוקה ולמה הוא נדרש • כולל: – מערך פעולה – מקרן DLP (עיבוד אור דיגיטלי) – מדפסת הזרקת דיו – מדפסת לייזר – מסך LED (דיודה פולטת אור) – מקרן LCD (תצוגת גביש נוזלי) – מסך LCD (תצוגת גביש נוזלי) – רמקול – מדפסת 3D
3 (א) הבן מה נועד במונח חיישן ואת תפקידיו • מוגבל ל: – אקוסטי – האיץ – זרימה – גז – לחות – אינפרא-אדום – מפלס – אור – שדה מגנטי – לחות אדמה – pH – לחץ – קרבת – טמפרטורה
(ב) זיהוי סוג הנתונים הנלקחים על ידי כל חיישן והבנה מתי יש להשתמש בכל חיישן, כולל בחירת החיישן המתאים ביותר לתרחיש נתון

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

התקן כניסה שולח נתונים אל המחשב.

Device How it works
סורק ברקוד מאיר אור על הפסים וקורא את הדפוס המוחזר
סורק QR מצלמה קוראת דפוס מרובע של בלוקים שחורים-לבנים
מקלדת לחיצה על מקש שולחת קוד עבור האות ההוא
עכבר אופטי אור וחיישן עוקבים אחרי התנועה על פני משטח
מיקרופון ממיר גלי קול ל אות חשמלי
מצלמה דיגיטלית עדשה מתמקדת באור על חיישן שמקליד פיקסלים
חיישנים מודדים כמות פיזיקלית (כמו טמפרטורה או תאורה) ושולחים אותה כנתונים
מסך מגע מזהה היכן האצבע שלך נוגעת במסך
תצלום קרוב של מקלדת מחשב שחורה עם מקשי אותיות QWERTY
מקלדת: כל לחיצה על מקש שולחת קוד עבור האותיות הללו
עכבר אופטי לבן על שולחן, עם האור האופטי בוהק מתחתיו
עכבר אופטי: אור וחיישן עוקבים אחר התנועה שלו על השולחן
סורק שטוח בצורת קופסה לבנה עם מכסה סגור הנפתח למעלה כדי לסרוק דף
סורק מיטב: הוא משליך אור על דף כדי להעתיק אותו למחשב
סורק נייד במעמד, מחובר למחשב באמצעות כבל USB
סורק ברקוד קורא את דפוס הפסים ושולח אותו למחשב
חזית מצלמה דיגיטלית אדומה קטנה, המציגה את העדשה והפלאש שלה
מצלמה דיגיטלית: עדשה מתמקדת אור על חיישן שמתעד את הפיקסלים
מיקרופון ידני עם ראש רתמת מתכת מעוגל
מיקרופון ממיר גלי קול ל אות חשמלי
חיישן טמפרטורה קטן בצבע כחול ושחור על לוח מעגלון זעיר עם שלושה פינים
חיישן מודד כמות פיזיקלית (כאן, טמפרטורה) ושולח אותה כנתונים

מסך מגע יכול לעבוד בשלושה אופן:

  • עמיד — שתי שכבות לוחצות זו על זו בדיוק במקום בו נוגעים;
  • קפיציבי — הוא מזהה את המטען החשמלי הקטן של אצבעך;
  • אינפרא-אדום — אצבעך חוסמת רשת של קרני אור.
אצבע נוגעת במסך הטלפון הנייד כדי לגלגל דף
מסך מגע מזהה היכן אצבעך נוגעת בו
חקור

מעבדת מכשירים ואחסון

מיינו פלטפורמות מחשוב לפי העבודה שהן מבצעות במערכת.

מילון מונחים אימון
English עברית
barcode scanner/ˈbɑːkəʊd ˈskænə/ סורק ברקודים
QR code scanner/ˌkjuː ˈɑː kəʊd ˈskænə/ סורק QR קוד
sensors/ˈsensəz/ חיישנים
touch screen/tʌtʃ skriːn/ מסך מגע
resistive/rɪˈzɪstɪv/ התנגדותי
capacitive/kəˈpæsɪtɪv/ קיבולתי
infrared/ˌɪnfrəˈred/ אינפרא אדום
3.2

התקני תצוגה

התקן תצוגה שולח נתונים מחוץ למחשב אל המשתמש.

Device How it works
מעבד פעולה ממיר אות חשמלי לתנועה (כגון מנוע או שסתום)
מסך LCD/LED מציג תמונות באמצעות רשת של נקודות צבעוניות זעירות
מקרן מקרין תמונה מוגדלת על קיר או מסך
מדפסת הזרקת דיו מזריקה טיפות דיו זעירות על נייר
מדפסת לייזר משתמשת בלייזר ואבקה (טונר) שמובים על הנייר באמצעות חום
3מדפסת בונה גוף מוצק שכבה אחר שכבה
רמקול ממיר אות חשמלי לקול
מדפסת הזרקת דיו שולחנית עם מגש הנייר הפתוח בחלק העליון
הדפסת מזרקה זורקת טיפות דיו קטנות על הנייר
מדפסת לייזר שולחנית לבנה-אפורה עם מגשי הנייר פרוסים
מדפסת לייזר משתמשת בלייזר ואבקה (טונר) שנעוצים על נייר באמצעות חום

מדפסת 3D: מסגרת מתכת שחורה התומכת במיט הדפסה שטוח וכף הדפסה נעה *3מדפסת בונה גוף מוצק שכבה אחר שכבה

מסך מחשב שטח רחב על מעמד עגול
מסך LCD/LED מציג תמונות באמצעות רשת של נקודות צבעוניות זעירות
זוג רמקולים שחורים קטנים לשולחן עבודה
רמקול ממיר אות חשמלי לקול
זוג אוזניות כחולות עם כוסיות ענק
אוזניות ממירות אות חשמלי לקול עבור מאזין אחד
מספר מנועים חשמליים בגדלים שונים לצד סוללת 9 וולט למידת קנה-מידה
מפעיל, כמו מנוע, ממיר אות חשמלי לתנועה
מילון מונחים אימון
English עברית
actuator/ˈæktʃuːeɪtə/ מעורר
projector/prəˈdʒektə/ מקרן
inkjet printer/ɪŋkˈdʒet ˈprɪntə/ מדפסת הזרקת דיו
laser printer/ˈleɪzə ˈprɪntə/ מדפסת לייזר
speaker/ˈspiːkə/ רמקול
Primary storage/ˈpraɪməri ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון ראשוני
random access memory/ˈrændəm ˈækses ˈmeməri/ זיכרון גישה אקראית (RAM)
read only memory/riːd ˈəʊnli ˈmeməri/ זיכרון קריאה בלבד (ROM)
volatile/ˈvɒlətaɪl/ בלתי נשמר
non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ לא נדיף
Secondary storage/ˈsekəndəri ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון משני
magnetic storage/mæɡˈnetɪk ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון מגנטי
optical storage/ˈɒptɪkl ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון אופטי
solid state storage/ˈsɒlɪd steɪt ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון מצב מוצק
flash memory/flæʃ ˈmeməri/ זיכרון פלאש
3.3

אחסון ראשוני: RAM ו-ROM

סיילבוס
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 הבן מה נועד במונח אחסון ראשוני • אחסון ראשוני נגיש ישירות על ידי מעבד המידע המרכזי • כולל את תפקודו של: – זיכרון גישה אקראית (RAM) – זיכרון רק לקריאה (ROM) • כולל הסבר מדוע למחשב יש צורך גם ב-RAM וגם ב-ROM, וההבדל ביניהם
2 הבן מה נועד במונח אחסון משני • אחסון משני אינו נגיש ישירות על ידי מעבד המידע המרכזי והוא נדרש לאחסון נתונים לטווח ארוך יותר
3 תאר את תפעול אחסון מגנטי, אופטי ומצב מוצק (זיכרון פלאש) ותן דוגמאות לכל אחד • אחסון מגנטי משתמש בפלטות המחולקות למסילות וסקטורים. נתונים נקראים ונכתבים באמצעות מגנטים אלקטריים. כולל כונן דיסק קשיח (HDD) • אחסון אופטי משתמש בלייזרים ליצירת וקריאת שקעים ושטחים שטוחים. כולל: CD, DVD ו-Blu-ray • אחסון מצב מוצק (זיכרון פלאש) משתמש בטכנולוגיית NAND או NOR. טרנזיסטורים משמשים כשערות בקרה ושערות צפה. כולל: כונן מצב מוצק (SSD), כרטיס SD וכונן USB
4 תאר מה נועד במונח זיכרון וירטואלי, כיצד הוא נוצר ומשתמש בו ומדוע הוא נדרש • דפי נתונים מועברים בין RAM לזיכרון וירטואלי לפי הצורך
5 הבן מה נועד במונח אחסון בענן • אחסון בענן ניתן לגישה מרחוק בהשוואה לאחסון מקומי
6 הסבר על היתרונות והחסרונות של אחסון נתונים בענן בהשוואה לאחסון מקומי • נדרשים שרתים פיזיים ואחסון כדי לאחסן נתונים באחסון ענני

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

אחסון ראשוני הוא זיכרון שמעבד ה-CPU יכול להשתמש בו ישירות. ישנם שני סוגים.

RAM: נדיף, ניתן לשינוי, מכיל תוכניות פעילות. ROM: לא נדיף, אינו ניתן לשינוי, מכיל הוראות הפעלה
RAM הוא נדיף ומכיל תוכניות פעילות; ROM הוא לא נדיף ונמצא בקריאה בלבד
RAM ROM
שם מלא זיכרון גישה אקראית זיכרון רק לקריאה
קריאה/כתיבה קריאה וכתיבה רק קריאה
שומר נתונים ללא חשמל? לא — הוא נדיף כן — הוא לא נדיף
מכיל תוכניות ונתונים בשימוש נוכחי הוראות הפעלה (כיצד להדליק את המחשב)

שניהם נדרשים: ROM אומר למחשב כיצד להתחיל, ולאחר מכן RAM מכיל את התוכניות שהפעלת.

מוט ירוק צר ועבה של לוח מעגלי נושא שורות של שבבי זיכרון שחורים קטנים ומחברת זהב בצד
מוט RAM (זיכרון גישה אקראית): הוא מכיל את התוכניות והנתונים בשימוש נוכחי
3.3

אחסון משני

אחסון משני שומר נתונים באופן קבוע, גם כאשר החשמל כבוי. הוא אינו נדיף ומשמש לאחסון לטווח ארוך. ישנם שלושה סוגים.

סוג כיצד הוא שומר נתונים דוגמאות
אחסון מגנטי נתונים מאוחזים כת spots מגנטיים על דיסקים מסתובבים כונן קשיח (HDD), סרט מגנטי
אחסון אופטי נתונים מאוחזים כסימנים הנקראים על ידי לייזר CD, DVD, Blu-ray
אחסון מצב מוצק נתונים מאוחזים בזיכרון Flash, ללא חלקים נעים SSD, דיסק און קי, כרטיס זיכרון
בתוך יחידת דיסק קשיח פתוחה, המראה את הדיסק העגול הכסוף (platter) ואת הזרוע לקריאה/כתיבה המונחת עליו
בתוך כונן קשיח (HDD): דיסק מבריק מסתובב והזרוע קוראת את הנתונים המקוטבים
ארבעה קרטוזי מגנטיים רב-צדדיים, כל אחד מכיל גליל של סרט מגנטי דק
סרט מגנטי שומר נתונים על פס מגנטי ארוך; הוא זול לגיבויים גדולים
דיסק עגול מבריק המשקף צבעי הקשת מהמשטח המכיל את הנתונים
דיסק אופטי כמו CD או DVD: לייזר קורא את הסימנים על משטחו המבריק
SSD של Samsung בגודל 2.5 אינץ', תיבת מתכת שטוחה ואפורה ללא חלקים נעים נראים לעין
מגנן מצב מוצק (SSD) מאחסן נתונים במשבצי פלאש ואין בו חלקים נעים
מקל זיכרון USB לבן קטן עם טבעת כיסוי אדומה, מסומן כ32 GB
דיסק USB פלאש מאחסן נתונים בזיכרון פלאש ואין בו חלקים נעים

פירמידה עם רשמים בראש, אחר כךCache, אחר כךRAM, ואחסון משני בבסיס, עם חץ ממהיר-קטן לאיטי-גדול *האחסון יוצר היררכיה: רשטרות ומערך Cache הם המהירים ביותר אך הקטנים ביותר; אחסון משני הוא האיטי ביותר אך הגדול ביותר

חקור

מעבדת מכשירים ואחסון

מיינו פלטפורמות מחשוב לפי העבודה שהן מבצעות במערכת.

3.3

זיכרון וירטואלי

כאשר ה-RAM מתמלא, המחשב יכול להשתמש בחלק מאחסון משני כאילו זהו RAM נוסף. הדבר נקרא זיכרון וירטואלי.

נתונים שאינם נדרשים כרגע מועברים החוצה מה-RAM אל הדיסק, מה שמעניק מקום ב-RAM לתוכניות אחרות. הדבר מאפשר לך להריץ יותר תוכניות מאשר מה שה-RAM היחיד יכול להכיל. זה איטי יותר, מכיוון שאחסון משני הוא הרבה איטי יותר מ-RAM.

RAM המכיל שתי תוכניות פעילות וחריץ שנוקה, עם חץ המעביר תוכנית לא משמשת החוצה אל הדיסק *כאשר ה-RAM מלא, נתונים שלא בשימוש מועברים לדיסק כדי לפנות מקום ב-RAM — איטי יותר, אך מאפשר הרצה של יותר תוכניות

מילון מונחים אימון
English עברית
virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ זיכרון וירטואלי
Cloud storage/klaʊd ˈstɔːrɪdʒ/ אחסון בענן
network interface card/ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ כרטיס ממשק רשת
static/ˈstætɪk/ סטטי
dynamic/daɪˈnæmɪk/ דינמי
3.3

אחסון בענן

סיילבוס
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 הבן מה נועד במונח אחסון ראשוני • אחסון ראשוני נגיש ישירות על ידי מעבד המידע המרכזי • כולל את תפקודו של: – זיכרון גישה אקראית (RAM) – זיכרון רק לקריאה (ROM) • כולל הסבר מדוע למחשב יש צורך גם ב-RAM וגם ב-ROM, וההבדל ביניהם
2 הבן מה נועד במונח אחסון משני • אחסון משני אינו נגיש ישירות על ידי מעבד המידע המרכזי והוא נדרש לאחסון נתונים לטווח ארוך יותר
3 תאר את תפעול אחסון מגנטי, אופטי ומצב מוצק (זיכרון פלאש) ותן דוגמאות לכל אחד • אחסון מגנטי משתמש בפלטות המחולקות למסילות וסקטורים. נתונים נקראים ונכתבים באמצעות מגנטים אלקטריים. כולל כונן דיסק קשיח (HDD) • אחסון אופטי משתמש בלייזרים ליצירת וקריאת שקעים ושטחים שטוחים. כולל: CD, DVD ו-Blu-ray • אחסון מצב מוצק (זיכרון פלאש) משתמש בטכנולוגיית NAND או NOR. טרנזיסטורים משמשים כשערות בקרה ושערות צפה. כולל: כונן מצב מוצק (SSD), כרטיס SD וכונן USB
4 תאר מה נועד במונח זיכרון וירטואלי, כיצד הוא נוצר ומשתמש בו ומדוע הוא נדרש • דפי נתונים מועברים בין RAM לזיכרון וירטואלי לפי הצורך
5 הבן מה נועד במונח אחסון בענן • אחסון בענן ניתן לגישה מרחוק בהשוואה לאחסון מקומי
6 הסבר על היתרונות והחסרונות של אחסון נתונים בענן בהשוואה לאחסון מקומי • נדרשים שרתים פיזיים ואחסון כדי לאחסן נתונים באחסון ענני

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

אחסון בענן שומר את הנתונים שלך על שרתים פיזיים מרוחקים, הנגישים באמצעות האינטרנט, במקום על ההתקן שלך.

  • יתרונות: נגישות ממקום כלשהו ועל כל התקן; אין צורך בקניית או בתחזוקת ציוד אחסון מקומי; קל לשתף קבצים ולביצוע גיבוי אוטומטי.
  • חיסרונות: דורש חיבור אינטרנט תקין; עלות מנוי מתמשכת; אבטחה ופרטיות תלו בספק; אתה תלוי בכך שהספק יישאר זמין ובפעילות עסקית.
מזלגות שרתים במרכז נתונים: אחסון בענן שומר את הקבצים שלך על שרתים מרוחקים אליהם נגיש באמצעות הרשת
מארזי שרתים במרכזי נתונים: אחסון בענן שומר את הקבצים שלך על שרתים מרוחקים אליהם מתחברים דרך הרשת
3.4

חומרה רשתית

סיילבוס
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 הבנה כי למחשב נדרש כרטיס ממשק רשת (NIC) כדי לגשת לרשת
2 הבנת המשמעות והמטרה של כתובת בקרת גישה לתווך (MAC), כולל המבנה שלה • כרטיס ממשק רשת מקבל כתובת MAC במועד הייצור • כתובות MAC נכתבות לרוב בצורת הקסדצימליות • כתובות MAC נוצרות באמצעות קוד היצרן וקוד הסרייה
3 (א) הבנת המשמעות והמטרה של כתובת פרוטוקול אינטרנט (IP) (ב) הבנה כי ישנם סוגים שונים של כתובות IP • כתובת IP מוקצפת על ידי הרשת ומעולה להיותה סטטית או דינמית • כלולות התכונות וההבדלים בין IPv4 ל-IPv6
4 תיאור תפקידו של נתב ברשת • נתב שולח נתונים ליעד ספציפי ברשת • נתב יכול להקצות כתובות IP • נתב יכול לחבר רשת מקומית לאינטרנט

מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

כרטיס ממשק רשת (NIC)

כרטיס ממשק רשת (NIC) הוא החומרה המאפשרת למכשיר להתחבר לרשת ולשלוח וקבלת נתונים. לכל כרטיס NIC יש כתובת MAC מובנית.

כתובת MAC וכתובת IP

  • כתובת MAC (כתובת בקרת גישה לתווית) היא מספר המזהה מכשיר פיזי אחד. היצרן קובע אותה, והיא אינה משתנה בדרך כלל. היא נכתבת באמצעות מערכת סיסמית-עשרונית (Hexadecimal).
  • כתובת IP (כתובת פרוטוקול האינטרנט) היא מספר המזהה מכשיר ברשת. היא מוענקת על ידי הרשת ועשויה להשתנות.

לכן, כתובת MAC נשארת עם המכשיר, בעוד שכתובת IP תלויה ברשת שהמכשיר משתמש בה.

ישנם שני גרסאות של כתובות IP. IPv4 הוא 32 ביט, נכתב כארבעה מספרים עשרוניים 0–255 (לדוגמה 192.168.0.1); ה-IPv6 החדש יותר הוא 128 ביט, נכתב כשמונה קבוצות סיסמיות-עשרוניות המופרדות בפסיקים, מה שמספק הרבה יותר כתובות. כתובת יכולה להיות גם סטטית (קבועה, נקבעת ידנית ולא משתנה לעולם) או דינמית (מוענקת על ידי הנתב/הרשת בכל פעם שהמכשיר מתחבר, ולכן היא יכולה להשתנות).

נתב

נתב מחבר רשתות שונות זו לזו – לדוגמה, את הרשת הביתית שלך לאינטרנט. הוא קורא את כתובת ה-IP בכל חבילה ומעבירה אל הרשת הנכונה.

נתב Wi-Fi: חומרת רשת מעבירה חבילות בין מכשירים ואינטרנט רחב
נתב Wi-Fi: חומרת רשת מעבירה חבילות בין מכשירים ואינטרנט רחב
חקור

מעבדת נתיבי רשת

עקבו אחרי נתונים ממכשיר דרך ציוד רשת ופרוטוקולים.

מילון מונחים אימון
English עברית
router/ˈruːtə/ נתב
fetch-execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/ מחזור משיכה-ביצוע
3.4

טיפים לבחינות

  • למדו את מחזור fetch–decode–execute והרישמים המיוחדים: מונה התוכנית שומר את הכתובת של ההוראה הבאה, ה-MAR/MDR מעבירים כתובת/נתונים, וה-צובר (Accumulator) שומר את תוצאת יחידת האלוגרפית (ALU).
  • ביצועי מעבד (CPU) משתפרים עם יותר ליבות, Cache גדול יותר, ותדר שעון גבוה יותר.
  • RAM הוא זיכרון חסר שימור (מאבד את הנתונים שלו ללא חשמל) ושומר תוכניות בתפעול; ROM הוא זיכרון שאינו חסר שימור וקריא בלבד (ההוראות להפעלת המערכת).
  • התאימו את סוגי האחסון המשני: מגנטי (HDD, סרט), אופטי (CD/DVD, נקרא על ידי לייזר), מצב מוצק (SSD, USB, Flash – ללא חלקים נעים).
  • כתובת MAC מזהה את המכשיר הפיזי ואינה משתנה בדרך כלל; כתובת IP מוענקת על ידי הרשת ועשויה להשתנות.
מילון מונחים אימון
English עברית
central processing unit/ˈsentrəl ˈprəʊsesɪŋ ˈjuːnɪt/ מעבד מרכזי
instructions/ɪnˈstrʌkʃnz/ הוראות
arithmetic logic unit/əˈrɪθmətɪk ˈlɒdʒɪk ˈjuːnɪt/ יחידת לוגיקה וחישוב
control unit/kənˈtrəʊl ˈjuːnɪt/ יחידת בקרה
registers/ˈredʒɪstəz/ רשומות
buses/ˈbʌsɪz/ אוטובוסים
address bus/əˈdres bʌs/ נתיב כתובות
data bus/ˈdeɪtə bʌs/ נתיב נתונים
control bus/kənˈtrəʊl bʌs/ נתיב בקרה
program counter/ˈprəʊɡræm ˈkaʊntə/ מונה תוכנית
memory address register/ˈmeməri əˈdres ˈredʒɪstə/ רשם כתובת זיכרון
memory data register/ˈmeməri ˈdeɪtə ˈredʒɪstə/ רשם נתוני זיכרון
current instruction register/ˈkʌrənt ɪnˈstrʌkʃn ˈredʒɪstə/ רשם ההוראה הנוכחית
accumulator/əˈkjuːmjʊleɪtə/ מצטבר
fetch–execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/ מחזור משיכה-ביצוע

שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה

לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.

מבחני עבר

נושאים נוספים במדעי המחשב IGCSE

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP