1. קורס מבוא למחשבים
מבוא וזיכרונות.

2. הגדרות בסיסיות ביט (Bit) – יחידת המידע הקטנה ביותר בכל מחשב דיגיטלי.
ביית (Byte) – קבוצה של 8 ביט. (יח' סטנדרטית).
מילה (Word)
ASCII Code
PipeLine
Open Collector
Pull Up/Down Resistor
DL, RTL, TTL, ECL Shotcky TTL
Hardware, Firmware, Software
תדר

3. ערך בינארי (ביט) ערכים המקבלים אחד משתי מצבים מוגדרים.
במחשב דיגיטלי מיוצגים הערכים הנ"ל כרמות מתח המסומנות "כמתח גבוה" או "מתח נמוך".
שימוש בתפיסה הנ"ל נובע מהעובדה שרכיב המיתוג מדמה מפסק שיכול לקבל שני מצבים סגור או פתוח. רכיב מיתוג הפועל בצורה זו צורך פחות אנרגיה.
ניתן לקבוע רמות שאינן רמות בינאריות (לדוגמה מחשב בעל יותר משתי רמות עבודה) אולם אז רכיבי המיתוג לא יעבדו בשני מצבים וכתוצאה מכך החסינות לרעש תקטן וצריכת ההספק תגדל.
קביעת מספר רמות הגבוהה מ-2 הולכת לכיוון של מחשב אנלוגי (במקרה זה לא מדברים על ביטים).

4. חיבור יציאות במקביל החיבור משמש ליצירת פונקציות לוגיות שונות
יצירת שער AND ביציאות המחוברות Wired And)). בד"כ בחיבור Open Collector
יצירת שער OR ביציאות המחוברות (Wired Or) . בד"כ בחיבור במשפחת ECL
חיבור יציאות במקביל בכוונה תחילה שרק אחת מהם יקבע את הערך ביציאה וכל השאר יהיו פסיביים (לוגיקת המצב השלישי) Tri-State.

5. הגדרת המצב השלישי Tristate
מתח
נמוך
גבוה
יציאת
מתח
נמוך
גבוה
יציאת
מתח
נמוך
גבוה
יציאה
במצב
השלישי

6. לוגיקה חיובית ולוגיקה שלילית
מתח גבוה "1" מתח נמוך "0"
לוגיקה שלילית
מתח גבוה "0" מתח נמוך "1“

7. קליטת ערך דיגיטלי במחשב.
מקור של ערך דיגיטלי כזה יכול להיות "מפסק“, יציאת שער לוגי או משווה אנלוגי.
על מנת לקלוט אות כזה יש צורך ביציאה מיוחדת שבאמצעותה ניתן לקלוט אותות דיגיטליים.
Digital IO Port הינו רכיב המבצע קלט פלט חיצוני למחשב.

8. מבוא למעבדים מרכזיים שלבי התפתחות מערכות ספרתיות
מערכות ספרתיות רגילות (נלמדו בקורס מערכות ספרתיות)
מערכות PAL
מערכות ASYC המאפשרות קביעת פונקציה לוגית באמצעות כתיבת מילת בקרה (תוכנה במהירות של חומרה)
מעבד מרכזי שהפונקציונליות שלו משתנה בהתאם להוראות שונות המאוחסנות בזיכרון.

9. זיכרונות

10. מבוא לזכרונות מטרות הכרת מושגים שונים הקשורים לזיכרונות
הכרת סוגים שונים של זיכרונות.
תיאור רכיבי זיכרון שונים.
דיאגרמת תזמון בזיכרונות.
תיאור פרמטרים של זיכרונות
הרחבות זיכרון

11. הכרת מושגים שונים הקשורים לזיכרונות
רכיב
זיכרון
יציאות/כניסות
נתונים
קווי כתובת
בחירת רכיב
קריאה
כתיבה CS
R/W
מתח הפעלה

12. גישה לזכרונות
צירוף הביטים בכניסת הכתובות יקבע על מי תהיה הפעולה המבוצעת על הזיכרון(AR) .
עם בחירת הרכיב ניתן יהיה להפעיל את יחידת הזיכרון.
כאשר לא בוחרים את הרכיב היציאות שלו נמצאות במצב Tri-State
במצב כתיבה לרכיב תוכן קווי הנתונים יכנס לתא הנבחר
בקריאת הנתונים תוכן התא הנבחר יועבר לקווי הנתונים
קווי הנתונים משמשים לקריאה ולכתיבה
תוכן זיכרון נדיף בשעת הדלקתו לא ידוע בד"כ – אלא אם הוכנסה חומרה נוספת לאיתחולו בעת ההדלקה.

13. הכרת מושגים שונים הקשורים לזיכרונות
גודל זיכרון - מספר הבתים שמכילה יחידת הזיכרון, לרוב גודל זה הינו חזקה של 2.
מספר הבתים המקסימלי בזיכרון קווי כתובת2
רוחב הזיכרון - מספר הסיביות בכל תא זיכרון. שווה למספר קווי המידע מהזיכרון.
זמן גישה (Access time)
במצב קריאה: הזמן קבלת הנתונים מהרגע בו מצביעים על כתובת מסוימת.
במצב כתיבה: תוכן קווי הנתונים הועבר בשלמותו לתא הזיכרון שקווי הכתובת הצביעו עליו

14. הכרת מושגים שונים הקשורים לזיכרונות
קשר מבואות ומוצאים
שותפים – קווי המבוא והמוצא משותפים
נפרדים - קווי המבוא והמוצא נפרדים
זמן מחזור (Cycle time) - הזמן המינימלי בין שתי גישות רצופות לזיכרון.
סוג דרגת המוצא – לרב דרגת המוצא היא בעלת שלשה מצבים (Tri-state) קיימים קיימים רכיבי זיכרון עם Open-collector בדרגת המוצא.
קו בחירת רכיב CS Chip Select -

15. הכרת מושגים שונים הקשורים לזיכרונות
שיטת הגישה - קיימות שתי גישות עקרוניות לזיכרון:
 גישה אקראית, כלומר, ניתן להגיע לכל תא זיכרון בנפרד באופן מיידי.
גישה שאיננה אקראית, כדי להגיע לתא מסוים יש לעבור סדרה של גישות לתאים הנמצאים לפניו
סוג הזיכרון
קריאה וכתיבה (זיכרון נדיף).
קריאה בלבד (זיכרון קבוע).

16. סיווג זיכרונות רכיב זיכרון זיכרון קריאה כתיבה קריאה בלבד DRAM SRAM ROM
PROM
EPROM
RAM
מגובה סוללה
EEPROM
Flash

17. זיכרון גישה אקראית Random Access Memory (RAM)
זיכרון נדיף, מאבד את תוכנו בהפסקות חשמל.
ניתן לקרא ולכתוב ממנו/אליו.
משמש ל:
אחסון נתונים זמניים.
אחסון תוכניות.

18. מבנה של יחידת זיכרון בסיסיתR S
בחירת רכיב
כניסה
יציאה
קריאה/כתיבה
בחירת רכיב
תא זיכרון בסיסי BC
כניסה
יציאה

19. מבנה RAM 4x4
Dec
בחירת תא זיכרון

20. סוגי RAM ההבדל בין הסוגים הינו באופן איחסון המידע
סטטי – מבוסס על דלגלג בסיסי.
דינמי – מבוסס על רכיב שמירת מתח (קבל)

21. Dynamic RAM

22. Dynamic RAM
Dynamic RAMs are noted for High Capacity, Moderate Speeds and Low Power Consumption
Their memory cells are basically charge-storage capacitors with driver transistors
Presence or absence of charge in a capacitor is interpreted by the RAM's sense line as a logical 1 or 0
Dynamic RAMs require periodic charge refreshing to maintain data storage

23. Dynamic RAM
Charge refreshing require to implement added circuitry to handle the dynamic RAM
At certain times refresh procedures made the RAM unavailable for writing and reading
Memory's control circuitry had to arbitrate access to DRAM
Dynamic RAMs are more difficult to design than static devices
Static cell's complexity puts static volatile chips far behind dynamics in bit capacity per square mil of silicon

24. Static RAM Higher cost than DRAM Use more space than DRAM
Reduced complexity
Higher speed
SRAM store data in flip-flops (faster , no refresh needed)
Simpler to design than dynamic RAM

25. זיכרון Read Only Memory (Mask ROM)
זיכרון לא נדיף (לא נמחק בהפסקות חשמל).
אין אפשרות לכתוב לזיכרון מסוג זה.
תוכן הזיכרון נקבע באופן חד פעמי ע"י קצרים במקומות המתאימים.
מכונה MASK ROM מכיוון שבתהליך הייצור מייצרים מסיכת צריבה לצריבת הנתונים בזיכרון

26. ROM מבנה פנימי עקרוני יציאת הזיכרון קווי כתובת CS DECODER 1 2 2^(n-1)
Pull Up 1 2
2^(n-1)
יציאת הזיכרון CS

27. זיכרוןROM מבנה פנימי מעשי
הקווים המרוסקים מציינים שהקו יכול להיות מחובר או מנותק, בהתאם למצב הדרוש באותו תא.

28. MASK ROM חסרונות הצריבה הינה חד פעמית
שימושים:
שימוש כמערכת צירופים
מכיל סידרת הוראות שלפיהם פועל מעבד עם הדלקתו.
משמשים ליצירת תווים (character generators) או לתרגום בין קודים (למשל, תרגום של לחיצת מקש על מדפסת לקוד ASCII המתאים ללחצן)
חסרונות
הצריבה הינה חד פעמית
שינוי בתוכן הזיכרון מצריך זיכרון חדש.
על מנת להוזיל את מחיר הרכיב יש לייצר אותו בכמויות גדולות מאד (לפחות באלפים).

29. PROM (Programmable ROM)
זיכרון המיוצר כאשר כל התאים שלו נמצאים במצב לוגי אחיד. באמצעות תהליך מיוחד ניתן לשנות את מצבו של כל אחד מהתאים
התהליך איננו הפיך (תא שמצבו שונה - לא ניתן להחזירו למצב הקודם).
התא הבסיסי של ה- PROM דומה מאד לתא ה- ROM, אלא שכאן במקום הקו המרוסק יש נתיך. בתהליך הצריבה שורפים את הנתיך בהתאם למצב הרצוי.
יתרונן PROM על MASK ROM הינו בכך שאין צורך מסיכה לייצורו כך שניתן לצרוב רכיבים בודדים.
הצריבה נעשית באמצעות התקן צריבה מיוחד.

30. PROM (Programmable ROM)
שימושים וחסרונות
זהים לשימושים והחסרונות של ה-MASK ROM למעט העובדה שניתן לצרוב מספר בודד של רכיבים (חשוב בתהליכי הפיתוח)

31. Eraseable Programable Read Only Memory (EPROM)
על מנת להתגבר על בעיות P/MASK ROM משתמשים ב-EPROM
צריבה רב פעמית של תוכן הזיכרון.
מחיקת תוכן הזיכרון מבוצעת ע"י חשיפתו לאור אולטרא סגול באורך גל של 2537Å ל- 20 דקות.
קיימים "תנורים" מיוחדים למחיקת הרכיב על מנת להשתמש בהם יש צורך בהוצאת הרכיב מהמעגל.
נוח מאוד בפיתוח של מערכות קטנות בעיקר בזמן פיתוח התוכנה.
שאר התכונות זהות לזכרונות הקריאה שהוזכרו לעיל.

32. חסרונות ומגבלות הרכיב
ייצור חלון מיוחד בזיווד ההתקן למטרת ההקרנה מייקר את המוצר.
 צורך במיכשור מיוחד (ויקר יחסית) ליצירת הקרן והפעלתה המבוקרת.
 הצורך להרחקת ההתקן מהמערכת בעת המחיקה והחזרתו לאחר תום התהליך, דבר הגוזל זמן וכן מקצר את אורך החיים של ההדקים (רגליים) מבחינה מכנית.
 מחיקה בלתי רצויה במקרה של חשיפה לא רצונית לאור אולטרה סגול (שמש, פלורוצנט וכו').
אין אפשרות למחיקה חלקית של הזכרון
זמן המחיקה ממושך (לעיתים עד חצי שעה).

33. זיכרון Electrically Erasable ROM (EEROM)
משמש לאיחסון נתונים שלא נמחקים תחת הפסקת חשמל
כתיבת הנתונים מבוצעת באמצעות פולסים חשמליים.
אין צורך להוציא מהמעגל על מנת למחוק
משמש בעיקר לשמירת נתונים שצריך לאחסנם במטרה להשתמש בהם לאחר הדלקה מחודשת כגון:
נתוני סיכום של קופה רושמת
ק"מ מצטבר של מכונית
נתונים מצטברים שיש צורך לשמור להפעלה הבאה של התוכנית.
חסרון: קיים חסם לכמות הכתיבות לזיכרון מסוג זה (כמיליון כתיבות, אין הגבלה למספר קריאות)

34. Flash Memory Relatively new semiconductor technology Features
Nonvolatility
Electrical erasability
Low cost
Cost-effective to manufacture
Continually scalable to higher densities
Highly reliable

35. שימושי הזכרונות זכרון קריאה בלבד זכרון EEPROM זיכרון גישה אקראי דיסק
משמש לאיחסון תוכנית שאמורה להתחיל לפעול בזמן הדלקת המחשב
זכרון EEPROM
איחסון נתונים מצטבר מהפעלות שונות
זיכרון גישה אקראי
משמש לאיחסון תוכניות המורצות במערכת
נתונים
דיסק
איחסון נתונים ותוכניות
זיכרון ווירטואלי (Swap file)
סרטים מגנטים
גיבויים
העברות נתונים

36. הרחבות רוחב מילת זיכרון

37. הרחבות זיכרון

38. דוגמה לזיכרון סטטי

39. דוגמה לזיכרון סטטי מחזור קריאה

40. דוגמה לזיכרון סטטי מחזור כתיבה

41. דוגמה לזיכרון סטטי תכונות עיקריות של הרכיב
זמן גישה מהיר 100/120c/150nsec max
צריכת זרם נמוכה. 
מתח עבודה יחיד.
זיכרון סטטי, אין צורך בשעון, או בתזמון מיוחד.
מבואות/מוצאי נתוניםOUT /IN DATA) משותפים
מוצאי שלושה מצבים (THREE STATE).
התאמה ל- TTL בלבד, בכל המבואות והמוצאים.
אריזת 28 פינים סטנדרטית.

42. דוגמה לזיכרון דינמי

43. תזמון קריאה לזיכרון דינמי

44. תזמון כתיבה לזיכרון דינמי

45. דוגמה לזיכרון EEPROM

46. הרבדים הקיימים במחשב סיפרתי
חומרה (מהווה את לב הקורס)
CPU
זיכרונות
רכיבי IO
BIOS - שכבת התיאום של החומרה למערכת ההפעלה
מערכות ההפעלה (יוזכר ברפרוף)
תוכנות המשתמש (לא יוזכר)

47. סכמת בלוקים של מחשב אישי
מעבד
כרטיס תצוגה
כרטיס רשת
מתאם מקלדת
מתאם תקשורת איטית
זיכרון ראשי
זיכרון משני

48. קורס מבוא למחשבים
מבוא וזיכרונות.

49. סכמת בלוקים של מחשב אישי