שלום לכם תגידו, הייתם יכולים לדמיין עולם בלי מחשבים? נסו רגע, בלי לפטופים, בלי טלוויזיות, בלי מטוסים, בלי סוני פלייסטשן, בלי מכוניות ותחסיקו חזק, אפילו בלי סמארטפונים כמעט כל המכשירים האלקטרוניים שאנחנו משתמשים בהם היום פועלים ונשלטים על ידי מחשב. קשה לדמיין, אבל עד לפני כמה עשרות שנים כל זה לא היה קיים בכלל.
והיום, אי אפשר לזוז מטר בלי להתעכל במחשב. עצרתם פעם לחשוב מה זה בכלל מחשב? ממה הוא מורכב ואיך הוא פועל? באופן מפתיע, התשובה די פשוטה.
בתקות הקרובות נתבונן מקרוב על התהליכים השונים שמתרחשים בתוך המחשב. נזכה להכיר את הרכיבים שהם הם מחשב מורכב, וגם נבין איך מחשב עובד. בואו נתחיל.
פעמים רבות אומרים על מחשב שהוא חושב. לא סתם אומרים את זה. למעשה, אופן הפעולה של מחשבים דומה מאוד לתהליך החשיבה שלנו, בני האדם.
התהליך מורכב משלושה שלבים עיקריים. השלב הראשון הוא קליטת המידע. אנחנו קולטים את המידע שסביבנו בעזרת החושים. המחשב קולט מידע על ידי מה שנקרא אמצעי כלת. לדוגמה, מקלדת, אכבר, מיקרופון וכדומה.
השלב השני הוא בעצם שני שלבים משולבים יחד. איבוד הכלת ושימוש בזיכרון. לבני אדם ישנו אזור מיוחד במוח אחראי על איבוד הכלת. בשלב איבוד הכלת, אנו מקבלים... קבלים החלטות על סמך מידע שקלטנו.
למשל, כשפותחים את הערון בבוקר ורואים את כל הבגדים, אזור עיבוד הכלת עוזר לנו לקבל את ההחלטה איזה בגד ללבוש. במחשב, אזור העיבוד הוא למעשה רכיב מיוחד שנקרא מאבד. המבצע חישובים במהירות מסחרת ובכך מניע את כל תהליך קבלת ההחלטות של המחשב.
כחלק מתהליך קבלת ההחלטות שלנו, אנו עושים שימוש בזיכרון, לפעמים כדי להשתמש במידע שקיבלנו לאחרון. ולפעמים כדי להיזכר במידע ישן יותר. לדוגמה, ברגע שאנחנו נזכרים במה שלבשנו אתמול.
המידע הזה עוזר לנו לקבל החלטה לגבי היום. למחשב יש רכיב זיכרון זהה, המאחסן מידע וזיכרונות ברגע שאתם לוחצים על כפתור סייב. אבל לא רק. נרחיב על כך בהמשך.
בשלב השלישי והאחרון מתרחש פלט של מידע. כשהחלטנו מה נלבש, הפלט יהיה למשל המחשבה, אלבש מכנסיים שחורים וחולצה חומה. בצורה דומה, למחשב יש דרכים לפלוט מידע, בעזרת אמצעי פלט כמו מסך, רם קולי ומטפסת. עכשיו, כשעיקרנו את כל הרכיבים של המחשב בנפרד, הגיע הזמן להבין איך הכל פועל יחד.
ניקח לדוגמה משחק מחשב פשוט. בו הדמות שלנו צריכה לאסוף יעלומים שנופלים עליהם על החלק העליון של המסך. יש לנו אפשרות לגרום לדמות ��לכת ימינה, ללכת שמאלה או לקפוץ במקום בעזרת לחיצה על מקשים מסוימים במקלדת. כל לחיצה על מקש במקלדת מזינה כלת למחשב.
כאשר תפסנו יעלום, המחשב צריך במקביל להדכן את מספר הנקודות שצברנו ובנוסף להחליט מאיפה היעלום הבא ייפול. הכל בשבריר שנייה. וזה תהליך איבוד המידע שהוא מבצע.
שימו לב שבשלב העיבוד המחשב גם משתמש בזיכרון שלו. הוא הוציא מהזיכרון את מספר הנקודות שלנו לפני תפיסת היעלום, הוסיף עוד נקודה, ושמר בזיכרון את מספר הנקודות המעודכן שלנו. עכשיו, בשלב הפלט, המחשב יציג לנו על המסך את תוצאת העיבוד, כלומר את מספר הנקודות המעודכן שלנו, ואת היעלום הבא שעלינו לטפוס.
התהליך של כלת עיבוד פלט קורה ברצף שוב ושוב. המחשב מקבל מידע דרך אמצעי הכלת, מאבד את המידע בעזרת המאבד תוך שימוש בזיכרון, ומציג את הפלט הרלוונטי על ידי אמצעי הפלט. תהליך זה קורה כל הזמן, בכל מחשב שהוא, בין אם הוא מחשב מינון מדויק של תרופות לחולה, ובין אם הוא מעצב אנימציה. בסופו של דבר, הכל מסתכם בכלת, איבוד הכלת ושימוש בזיכרון, ופלט. כי אלו הן הפעולות הבסיסיות של כל מחשב.
נשאלת השאלה, איך המחשב יודע את חוקי המשחק כדי להגיד לנו שנפסלנו למשל? פשוט מאוד. כמו בכל משחק, צריך לדעת את החוקים.
המחשב מקבל רשימת חוקים והנחיות מסודרת, כאשר כל הנחיה לביצוע פעולה נקראת פקודה. אוסף של פקודות כאלו נקרא תוכנית או תוכנה. התוכנית היא זו שאומרת למחשב מה לעשות ואיך להגיב לכל כלת.
ללא תוכנית, כל רכיבי המחשב הם במעשה... זה אוסף של פלסטיק ומתכת חסר תועלת. התוכנית היא זו שמפיכה במחשב חיים. אבל איך נותנים פקודה למחשב באופן בו הוא יבין מה שאנחנו רוצים להגיד? בדיוק באופן שבו אנחנו מסבירים דברים אחד לשני.
בעזרת מילים, משפטים, פסקאות. בקיצור, בעזרת שפה מיוחדת שגם אנחנו וגם המחשב יכולים להבין. השפה הזו נקראת שפת תכנות. והיא הדרך שלנו להסביר למחשב תקנות.
מה אנחנו רוצים שהוא יעשה? יש בעולם שפות תכנות רבות, אך כולן מבוססות על עקרונות דומים. אם אצל בני האדם יש מישהו שיודע לדבר באופן שוטף, צרפתית, פורטוגזית או סינית, באופן דומה יש אנשים המתמחים בדיבור בשפות מחשבים שונות.
האנשים הללו נקראים מתכנתים ומתכנתות. אז מה למדנו? כל המחשבים סביבנו פועלים באופן דומה מאוד למוח האנושי.
הם קולטים, מאבדים ופולטים מידע. אנחנו מתקשרים עם מחשבים באמצעות כתיבה של פקודות בשפת תכנות. באיש הקשר שלנו לכתיבת הפקודות הללו נקרא מתכנת.
והדבר הכי חשוב, שאי אפשר לדמיין את החיים שלנו היום בלי יעלום עם... אההה, מחשבים. נתראה בפעם הבאה.