מחשב

מחשב הוא כל מכונה המעבדת נתונים על פי רצף פקודות שנקרא תוכנית.

התכנית יכולה להיות מוכתבת מראש ע"י המשתמש (זהו לרב המצב), ובכך נבדל המחשב ממכונת חישוב, שהיא אמצעי מכני או אלקטרוני, המעבד נתונים ללא תוכנית מוכתבת מראש, אלא על ידי משתמש המנחה אותה ללא הרף, צעד אחר צעד, בפעולות שעליה לבצע.

המונח "מחשב" הינו מונח כוללני מאוד המכסה מכונות רבות. מחשב הוא למעשה מכונת עיבוד נתונים כללית. על פי תזת צ'רץ'-טיורינג, מחשב בעל יכולת מינימלית יכול לבצע כל אלגוריתם ובכך בעצם יכול, מבחינה תיאורטית כל עוד זמן ונפח זכרון אינם שיקול, לבצע כל מטלה שמבוצעת או תבוצע בעתיד על ידי כל מחשב אחר, החל ממחשב אישי וכלה במחשב על. כמובן שזמן ונפח זכרון מהווים מבחינתנו שיקול משמעותי. לא קיים מחשב בעל נפח זכרון אין סופי ולכן מטלות מסויימות לא יוכלו לרוץ על מחשבים מסויימים מפאת חוסר בזכרון זמין, וכן יש הבדל משמעותי בעינינו בין מחשב המבצע מטלה בשבריר שנייה לבין מחשב המבצע את אותה המטלה בחמש שנים (לדוגמה אם המחשב אמון על כיוונו של טיל המנסה לפגוע בטיל אחר). עם זאת, די להשתמש באותו עיצוב של מחשב למען ביצוע מטרות שונות הנעות בין חישוב משכורות של עובדים לשליטה בחללית לא מאויישת, כל עוד אנו מספקים נפח זכרון גדול דיו וכן רכיבים מהירים מספיק לשם המטרה.

עם השנים בזכות חלה התקדמות רבה בכל הקשור למחשבים. למחשבים כיום יכולות הגדולות מעריכית (אקספוננציאלית) מקדומיהם (תופעה זו מתוארת בחלקה ע"י חוק מור). התקדמות זו בולטת לא רק בשיפור היכולת של המחשב אלא גם בשינוי צורתו הפיזית ובעיקר גודלו. בעבר, גודלו של מחשב ממוצע היה גודל של חדר גדול. כיום, עדיין קיימים מחשבים בגודל זה אך הם מצויים בעיקר במעבדות מחקר הזקוקות להם לשם חישובים מסובכים וממוקדים מאוד (מחשבים אלה נקראים מחשבי-על), או בחברות גדולות הזקוקות להם לשם ביצוע טרנסאקציות גדולות (מחשבים אלא נקראים לרב mainframe). שכיחים הרבה יותר מהם, הם המחשבים האישיים. מחשבים אלה קטנים בהרבה יותר ושכיחים הרבה יותר עד כדי כך שמדינות מפותחות רבות חרטו על דגלן את הסיסמה "מחשב לכל ילד". בפי ההדיוטות המונח "מחשב" מתייחס למחשב האישי, או למחשב הנייד שהוא צורה קטנה יותר ונשאת של המחשב האישי. בניגוד למחשבה הרווחת, צורת המחשב הנפוצה ביותר היא אינה המחשב האישי, אלא דווקא מחשב שהוא embedded (בעברית פירוש המילה הוא טמוע, מלשון הטמעה). מחשבים אלה נמצאים בתוך מכונות אחרות ומטרתן לשלוט בהן. מחשבי embedded הינם מחשבים קטנים המצויים בתוך טלפונים ניידים, מצלמות דיגיטליות ואף במטוסי קרב. כל מכונה בה יכולת לבצע עיבוד נתונים, מכילה בתוכה מחשב.

היסטוריה

במקור, בשם "מחשב" כונה אדם שביצע פעולות חישוב מספריות, לרב בעזרת מכשיר חישוב או מחשב אנאלוגי. דוגמות למכשירים עתיקים מסוג זה, אבות אבותיו של המחשב המודרני, הם החשבוניה והמכונה מאנטיקיתרה, מכונה יוונית עתיקה המחשבת את תזוזת הכוכבים (מתוארכת בערך משנת 87 לפני הספירה). בסוף ימי הביניים חלה התקדמות במתמטיקה וההנדסה האירופאית וב-1623 בנו וילהלם שיקרד ומספר מהנדסים נוספים מחשבון מכני. מכונת אלו עדיין לא היו דומות למחשבים של ימינו שכן לא היה בכוחן לבצע תוכניות שנתן להן המשתמש, אלא רק חישובים שעבורם הן נבנו מלכתחילה.

Lochkarte Tanzorgel.jpg בשנת 1801, הציג הצרפתי ז'וזף ז'אקאר את המצאתו החדשה, נול העובד באמצעות כרטיסים מנוקבים ובכך טווה תבניות מסובכות מאוד. הנול של ז'אקאר לא נחשב מחשב אמיתי אך היווה שלב משמעותי בהתפתחותו של המחשב המודרני. צ'ארלס בבג' היה הראשון שהגה ותכנן מחשב ניתן לתכנות עוד בשנת 1820, אך המכשיר מעולם לא נבנה בתקופת חייו בשל בעיות כלכליות שאיתן נאלץ להתמודד, השינויים הרבים שהכניס למכונה שתכנן (עד כדי כך שעזב את המחשב הראשון אותו תכנן באמצע תהליך הבנייה כדי לבנות מחשב אחר, מתוחכם יותר) ובעיקר המגבלות הטכנולוגיות של אותם זמנים.

עד סופה של המאה ה-19 הופיעו מספר חידושים, כמו כרטיס הניקוב ושפופרת הריק שבעתיד לבוא יתגלו כשימושיים בתחום המיחשוב. כרטיסי הניקוב שימשו כבר אז לצורך עיבוד נתונים רחב-היקף בארצות הברית, שבוצע במכונות טבולציה (tabulating machines) שתוכננו על ידי הרמן הולרית.

במהלך חצייה הראשון של המאה ה-20, פתרו מדענים רבים את בעיותיהם החישוביות על ידי מחשבים אנאלוגיים שהשתמשו במודל מכני או אלקטרוני של הבעיה כבסיס לחישוב. למרות שמכונות אלה נהיו מתוחכמות יותר ויותר עם השנים, הן החלו להיות נדירות יותר ויותר עם פיתוחו של המחשב הדיגיטלי הניתן לתכנות.

בשנות השלושים והארבעים של המאה ה-20 נבנו בהדרגה מכשירי חישוב חזקים יותר וגמישים יותר. עם השנים, החלו להופיע במכשירים תכונות הדומות למחשב המודרני, כגון: הסתמכות על אלקטרוניקה דיגטלית (פותחה בעיקר ע"י קלאוד שנון בשנת 1937) וכן אפשרויות תכנות נרחבות יותר של המכונות. סיווג אחת מאותן מכונות כ"מחשב הדיגיטלי הראשון" הינה מטלה קשה ואולי אף בלתי אפשרית.

מספר הישגים ראויים לציון בשנים אלה:

מכונת החישוב הספרתית של ג'ון אטנסוף וקליפורד ברי שנבנתה בשנת 1973 והשתמשה בחישוב בשפופרת ריק, מספריים בינאריים וזיכרון מתחדש.
המחשב-ענק (Colossus computer) הסודי של בריטניה שנבנה בשנת 1944. המחשב נבנה מאלפי שפופרות ריק ואמנם היה בעל יכולת תכנותית מעטה בלבד, הוכיח שניתן לבנות מחשב יציב וניתן לתכנות אלקטרוני, ממספר רב של שפופרות.
ה"הרווארד מארק 1", מחשב אלקטרו-מכני גדול עם יכולות תכנות מועטות שנבנה בשנת 1944.
בשנת 1941 הוצג הZ3, המחשב הגרמני שפותח על ידי קונארד זוס. מחשב זה היה המחשב הראשון שהציג אריתמטיקה בינארית והיה נח יחסית לתכנות. מחשב זה התבסס על רכיבים מכניים.
בשנת 1946 נבנה האניאק, מחשב אמריקאי המבוסס על הבסיס העשרוני. מחשב זה היה המחשב האלקטרוני הרב-תכליתי הראשון. במקור מחשב זה לא היה גמיש במיוחד ובכדי לתכנתו מחדש היה צורך לחווטו מחדש.

הצוות שפיתח את אניאק זיהה את הקושי בתכנות מחדש של המחשב ולכן בשנת 1948 הציע תכנון נוח ואלגנטי בהרבה מזה שהיה קיים עד כה, תכנון זה יכונה בעתיד ארכיטקטורת פון ניומן. ארכיטקטורה זו הפכה לבסיסם של מרבית המחשבים המודרנים עד לימינו אנו. מספר פרוייקטים לפיתוח מחשבים המבוססים על ארכיטקטורת פון ניומן החלו מאמצע עד סוף שנות ה40 של המאה ה20. הראשון שבהם הושלם בבריטניה. הראשון שהושלם ופעל היה מחשב שנקרא Small-Scale Experimental Machine, אך הדגם הראשון שפותח ובאמת היה בו שימוש היה מחשב ה EDSAC.

בשנת 1955 החל לפעול בישראל מחשב שנבנה במכון ויצמן: ויצאק (WEIZAC - Weizmann Automatic Calculator), שהיה אחד מהמחשבים האלקטרוניים הראשונים בעולם. המחשב פעל עד שנת 1963. במשך שש שנים היה ויצאק המחשב היחיד שפעל בישראל, ורק בשנת 1961 הצטרף אליו מחשב שני, שנרכש לממר"ם.

השימוש במחשבים מבוססי שפופרות ריק נמשך לאורך שנות החמישים של המאה העשרים, אך לבסוף נפסק. המחשבים הוחלפו במחשבים מבוססי טרנזיסטורים. מחשבים אלה היו קטנים יותר, מהירים יותר, זולים יותר, ויציבים הרבה יותר. הללו תרמו לכך שאת המחשבים מבוססי הטרנזיסטורים ניתן היה לייצר באופן מסחרי בשנות השישים. בשנות השבעים אומצה טכנולוגית המעגלים המשולבים (integrated circuit technology) שהובילה להוזלה משמעותית בייצורם של המחשבים וכתוצאה מכך התאפשר לאדם הבודד לרכוש מחשב אישי.

מבנה המחשב

באופן מפתיע, על אף התקדמותה המסחררת של הטכנולוגיה בכל הקשור למחשבים, מרבית המחשבים כיום בנויים על פי אותו מודל לפיו נבנה המחשב הראשון, מודל פון ניומן.

לפי המודל, בנוי המחשב מארבע קבוצות רכיבים עיקריות:

היחידה האריתמטית לוגית (ALU - Arithmetic and Logic Unit).
מעגל השליטה.
הזיכרון.
התקני קלט-פלט (I/O Devices).

החלקים הללו מחוברים ביניהם ע"י חבילות חוטים הנקראים "אפיקים" או בשם האנגלית buses. הללו לרב מונעים על ידי שעון פנימי או "טיימר", למרות שקיימים אירועים אחרים שיכולים לעורר תגובה מצד מעגל השליטה.

הזיכרון

זיכרון המחשב יכול להיות מומשל לרשימה של תאים (תאי דואר לדוגמה). לכל תא יש "כתובת", מספר (נכתב לרב בבסיס הקסאדצימלי) ייחודי המייצג את התא. התאים מצויים אחד אחרי השני וכתובותיהם רציפות. בנוסף, כל תא יכול לשמור כמות קבועה של מידע. מידע זה יכול להיות פקודה המורה למחשב מה לעשות, או לחילופין נתונים מסוימים אותם המחשב יעבד לאחר מכן לפי הפקודות שינתנו לו. לפי מודל פון ניומן, כל תא יכול להכיל או פקודה או נתון, אין צורך בתא מיוחד לכל אחד מסוגי המידע.

היחידה האריתמטית לוגית

היחידה האריתמטית לוגית הינה, במובנים רבים, ליבו של המחשב. היחידה מסוגלת לבצע שני סוגים של פעולות בסיסיות:

פעולות אריתמטיות

פעולות חשבוניות. למשל, חיבור או חיסור שני מספרים. אוסף הפעולות האריתמטיות שיכולה היחידה לבצע עלול להיות דל ביותר עד כדי מצב בו בחלק מן הדגמים לא מומשה ישירות האפשרות של כפל וחילוק (במקום מימוש ישיר בחומרה, המשתמש נאלץ להשתמש בתוכנות המבצעות כפל וחילוק על ידי ביצוע פעולות חיבור וחיסור רבות ועוד פעולות על ספרות).

פעולות לוגיות

פעולות השוואה בעיקר. למשל, בהינתן שני מספרים קבע האם הם שווים, ואם לא, מי מהם גדול יותר.

התקני קלט-פלט

התקני הקלט-פלט הינם האמצעים בעזרתם מתקשר המחשב עם העולם החיצון. בעזרת התקני הקלט מקבל המחשב מידע לו הוא זקוק מהחוץ, ובאמצעות התקני הפלט שולח החוצה מידע חיוני (תוצאות חישובים או הודעות אחרות שברצונו להעביר).

מכורח המציאות, כל מחשב חייב לפחות מספר מצומצם של התקני קלט-פלט. ללא התקן קלט בסיסי ביותר, לא נוכל להעביר למחשב את רצונותינו ואז לא יהיה בו שום שימוש עבורנו. גם לאחר שהמחשב הבין מה רצוננו, ללא התקני פלט הוא לא יכול לעשות דבר עם תוצאותיו והן יאבדו כאילו לא הגיע אליהן מעולם. באמצעות התקני הפלט יכול המחשב למסור למשתמש חזרה את התוצאות אליהן הגיע. יתר על כן, התקני קלט-פלט מסויימים מאפשרים למחשב ליצור קשר גם עם מחשבים אחרים או מכונות אחרות. דוגמה מצויינת לקשר בין מחשב ומכונה הינה מחשב שתפקידו לתפעל רובוט, התקן הפלט העיקרי של מחשב זה הוא הרובוט עצמו.

המחשבים הראשונים צויידו בהתקני קלט-פלט בסיסיים ביותר. המחשב כלל קורא כרטיסיות ניקוב, בעזרתו הועברו למחשב פקודות ונתונים (הפקודות והנתונים הוצגו בצורה בינארית כחורים על גבי הכרטיסים והקורא תרגם זאת למספרים בזיכרון). בנוסף, המחשב כלל גם סוג כלשהו של מדפסת, לרב טלפרינטר משופר, שפלטה את תוצאות המחשב.

עם השנים נוספו למחשב התקנים נוספים. לדוגמה, מרבית המחשבים האישיים כיום מכילים את התקני הקלט מקלדת ועכבר לשם העברת מידע ישירות למחשב. בחלקם ישנם גם סורק ומצלמת אינטרנט לשם העברת מידע ספציפי יותר כמו תמונות. התקן הפלט העיקרי במחשבים אלה הוא הצג, אך גם המדפסת, והרמקולים די שכיחים.

למרות החלוקה בין התקני קלט להתקני פלט, לא תמיד ניתן לסווג מכשיר כאחד מהם. לדוגמה הכונן הקשיח משמש הן כהתקן פלט לשם שמירת תוצאות מסויימות או נתונים מסויימים לשימוש מאוחר יותר, והן כהתקן קלט כאשר מגיע זמן השימוש והמחשב מוציא את הנתונים שאוחסנו קודם לכן.

קבוצה נרחבת מאוד של התקני קלט - פלט הינה קבוצה של אמצעי איחסון מידע משניים. עם קבוצה זו נמנים הכונן הקשיח, כונן התקליטורים, הדיסקון ורבים אחרים שהמשותף ביניהם הוא שכולם אמצעי אחסון מידע איטיים יחסית אך בעלי תכולת מידע גבוהה ואמינות גבוהה (בניגוד לזיכרון המחשב שהינו קטן יחסית ומתרוקן בכל הפעלה מחדש של המחשב, אך מהיר פי עשרות מונים מהתקני הזכרון המשניים).

קבוצה נוספת היא זו של התקנים המאפשרים גישה לרשתות, בין אם לרשת מחשבים או לרשת האינטרנט. היכולת להעביר מידע בין קבוצות מחשבים פתחה חלון אפשרויות רחב במיוחד, בייחוד כאשר מדובר על מיליוני מחשבים המחוברים יחדיו ברשת האינטרנט.

קיימים התקני קלט-פלט נוספים המיועדים, כל אחד, לתחום מסויים. החל ממצלמה עבור הכנסת תמונה למחשב וכלה במכשירים מתוחכמים יותר למטרות אף יותר ממוקצעות כמו למשל התקנים המעבירים למחשב רישומי דופק או נוכחות זיעה ומשמשים, למשל, בעת בדיקת פוליגרף.

מעגל השליטה

מערכת השליטה הינה הגורם הקושר יחדיו את כל הרכיבים. המערכת קוראת פקודות ומידע מהזכרון או התקני הקלט-פלט. המערכת מפענחת את הפקודות ומתחילה לפעול לפיהן. היא מספקת ליחידה האריתמטית לוגית נתונים לפי הפקודה ומכוונת אותה לבצע את סוג הפעולה הנדרשת. לאחר מכן שולחת המערכת את התוצאה בחזרה אל הזכרון או התקני הקלט-פלט המתאימים. בתוך מעגל השליטה ישנו מונה השומר את כתובת הפקודה הנוכחית עליה אנו עובדים, שמו "מונה הפקודות". קיימות פקודות שמטרתן שינוי המונה או שינויו תחת תנאים מסויימים (במידה ותנאי מסוים מתקיים). בכך מתאפשרות חזרות מרובות על מספר פקודות (לולאות) או "קפיצות" לקטעי קוד אחרים (למשל, פונקציות). לעומת זאת, רוב הפקודות אינן משפיעות על המונה ולאחר ביצוען מקודם המונה במספר השקול לגודלה של פקודה (הגודל תלוי במחשב עליו אנו עובדים), דבר המוביל למעבר לפקודה הבאה ברצף הפקודות בזכרון.

מעגל השליטה והיחידה האריתמטית לוגית מזוהים לרב כרכיב אחד הנקרא מעבד (CPU - Central Processing Unit). אכן במרבית המחשבים, החל משנות ה-80 ועד ימינו אנו, נמצאים הן מעגל השליטה והן היחידה האריתמטית לוגית על גבי מעגל אחד הנקרא מיקרומעבד. אין זה מקרי, אם כך, שהמעבד נחשב לרכיב המרכזי במחשב. במעבד מתרחשות הבאת הפקודות, תרגומן, הבאת הנתונים, עיבודם ואז שמירת התוצאות בזכרון.

אופן פעולת המחשב

הדרך העקרונית בה עובד המחשב פשוטה למדי, אולי פשוטה עד כדי פליאה יחסית ליכולות המדהימות של מחשבים כיום.

basiccomputeranimation.gif אופן פעולת המחשב הינו שורש יוצא של מבנהו. המעבד מוציא פקודה מהזיכרון, מבצע אותה (כאשר הוא נעזר ביחידה האריתמטית לוגית שבתוכו לשם הביצוע), שומר את התוצאות בזיכרון, במידת הצורך ואז מוציא את הפקודה הבאה. תהליך זה נמשך עד אשר מוציא המעבד פקודת עצירה.

ניתן אולי היה לצפות, בשל פשטות אופי פעולתו של המעבד, שכוחו הרב של המחשב נובע מאוסף פקודות רחב, אך למעשה מדובר במספר מצומצם של פקודות מוגדרות היטב ופשוטות למדי. כל פקודה ניתנת לסיווג לאחד או יותר מארבע התחומים הבאים:

העברת מידע ממקום למקום - למשל, פקודה המורה למעבד להעתיק את תוכנו של תא זיכרון מספר 5 אל תא זכרון מספר 10.
ביצוע הליך אריתמטי או לוגי על נתונים - למשל: בצע פעולת חיבור על תוכנם של תאי זיכרון מספר 7 ו-13 ושים את התוצאה בתא זיכרון מספר 20.
בדיקת הנתונים ופעולה בהתאם - לדוגמה: אם תוכנו של תא זיכרון מספר 999 הוא 0, אזי בצע את הפקודות הממוקמות החל מתא זיכרון מספר 30.
שינוי רצף הפקודות - לדוגמה, בצע את הפקודות הממוקמות החל מתא זיכרון מספר 100. כזכור, משום שהמעבד מוציא את פקודותיו אחת-אחת לפי סדר ישיבתן בזיכרון. אמירה למעבד שהפקודה הבאה תלקח מתא 100 ולא מהתא הנוכחי, אין משמעותה שינוי בפקודה אחת אלא שינוי בכל מהלך התוכנית החל מרגע זה שכן הפקודה הבאה תהיה זו היושבת מיד אחרי הפקודה בתא 100 ולא הפקודה היושבת מיד אחרי הפקודה בתא הנוכחי.

נראה שיש מכנה משותף בין סוגי הפקודות. העברת מידע ממקום למקום דומה למדי לביצוע הליך אריתמטי או לוגי על נתונים (למשל, חבר 0 לתוכנו של תא זיכרון 57 ושים את התוצאה בתא זיכרון 80, זהה להעתקת תוכנו של תא זיכרון 57 לתא זיכרון 80). שינוי רצף הפקודות נראה כאילו מוכל ממש בתחום של בדיקת נתונים (תמיד נוכל לשאול האם תא זהה לעצמו ואם כן לקפוץ לפקודה אחרת בזיכרון). הסיבה לכך נעוצה במבנה הפקודות. כמו נתונים, מיוצגות הפקודות בקוד בינארי, רצף של 0 ו-1. לדוגמה, אחת מפקודות ההעתקה במעבדי אינטל x86 מיוצגת כך: 10110000. כל פקודה הינה מספר מסוים אותו מבין המעבד ולפיו פועל. בנוסף, כל פקודה היא אטומית. כלומר, הפקודה "בדוק האם תוכנו של תא זיכרון מספר 73 קטן מתוכנו של תא זיכרון מספר 15 והכנס את התשובה לתא זיכרון מספר 14" הינה פקודה אחת בודדת מבחינתו של המחשב, לא מדובר ברצף פקודות ולא ניתן לבקש מהמחשב לבצע רק בדיקה או רק הכנסה. הפקודה "הכנס לתא זיכרון" הינה פקודה נפרדת בעלת ייצוג בינארי שונה. אטומיות הפקודה משמעה שהמעבד יודע לבצע את הפקודה ברמת החומרה, כלומר, הרכיב עצמו מקבל את הפקודה ומאותו רגע עושה זאת לבד. הדבר שונה מהסיטואציה בה צריך לקבל פקודה אחת להשוואה ופקודה אחרת להכנסה, משום שמקרה שכזה היה צריך לגשת לזיכרון יותר פעמים וגישה לזיכרון הינה תהליך איטי בהרבה מאשר ביצוע ברמת החומרה.

לכל מחשב אוסף פקודות אותן הוא מבין, אוסף זה נקרא "שפת המכונה" של אותו מחשב. כפי שנאמר קודם, גישה לזיכרון לשם קבלת פקודה הינה תהליך איטי יחסית ולכן פקודה אחת המכילה בתוכה שני פעולות תתבצע מהר יותר מאשר קבלת כל אחת מהפעולות בתור פקודה נפרדת. מצד שני, יקר יותר ומסורבל יותר לבנות מעבד המבין פקודות רבות. פרט לכך, הוספת פקודת ענק מורידה את יעילותן של פקודות קטנות יותר. כל יצרן מעבדים בוחר לעצמו היכן עובר הגבול ועד כמה מורכבות תהיינה פקודותיו. למרות זאת, ישנן פקודות רבות שניתן למצואן בנוסחים שונים בכל מעבד כמעט הן בשל הצורך בהן והן בשל נסיבות היסטוריות: התרגלות ציבור המתכנתים לפקודות אלה.

מחשבים גדולים יותר כמו מחשבי-העל, שרתי חברות וכדומה, נבדלים מהדגם לעיל בעיקר במספר המעבדים, במקום מעבד אחד הם מחזיקים מספר מעבדים. מחשבי-על מסויימים מחזיקים אף אלפי מעבדים, אך דגמים אלה נוטים להיות שימושיים לרב רק למטרות מיוחדות עבורן ייועד המחשב ואז נאבדת הכלליות המאפיינת את המחשבים השכיחים יותר.

מעבר למעבד והזיכרון, מחשבים רבים מחזיקים חומרה נוספת לשם פעולות יחודיות הנדרשות על ידי מערכות ההפעלה. רכיבים אלה תורמים בעיקר לביצועים מהירים יותר ולאו דווקא מוסיפים למחשב יכולות נוספות. המחשב מבצע בצורה רציפה את הפקודות שניתנות לו, יכולות החישוב שלו גדולות מאלה של האדם פי כמה אך לא כאן מסתכם כוחו הרב. הרבה מהיכולות המיוחסות למחשב נובעות לאו דווקא מכיולותיו המכניות אלא מהאלגוריתמים שנכתבו במיוחד כדי לנצל יכולות אלה. ללא ספק כתיבת תוכניות מורכבות על סמך הפקודות הבסיסיות שהוצגו כאן, מהווה חלק אינטגרלי בפעולת המחשב.

התוכנה

אוסף הנחיות למחשב בשפת מחשב נקרא תוכנית מחשב, ומכלול ההנחיות נקרא תוכנה.

מחשב מקבל הנחיות, הן אותה תוכנית לעיבוד הנתונים, באמצעות שפת מחשב. שפת המחשב הבסיסית ביותר היא שפת מכונה, אותה מבין המחשב ישירות. שפת המכונה המתאימה למחשב מסוים מוכתבת על ידי מבנהו, ובדרך כלל על ידי המעבד שבו. שפות מחשב אחרות, כמו שפות תכנות ושפות סימון, מתורגמות ראשית לרצף פעולות בשפת מכונה.

יצירת תוכניות ישירות בשפת מכונה אינה ישימה ברוב המקרים. שפות מחשב אחרות מקלות משימה זו באופן משמעותי.

קישורים חיצוניים

טכנולוגיה | מחשבים

Gourt Home::Gourt :: מחשב