מדריך חומרה ותוכנה לטכנאי PC מהדורה 4 דורון סיון
עריכה ועיצוב: שרה עמיהוד, יצחק עמיהוד ייעוץ מקצועי: שרון סיטבון עיצוב עטיפה: שרון רז שמות מסחריים שמות המוצרים והשירותים המוזכרים בספר הינם שמות מסחריים רשומים של החברות שלהם. הוצאת הוד-עמי עשתה כמיטב יכולתה למסור מידע אודות השמות המסחריים המוזכרים בספר זה ולציין את שמות החברות, המוצרים והשירותים. שמות מסחריים רשומים trademarks) (registered המוזכרים בספר צוינו בהתאמה. הודעה ספר זה מיועד לתת מידע אודות מוצרים שונים. נעשו מאמצים רבים לגרום לכך שהספר יהיה שלם ואמין ככל שניתן, אך אין משתמעת מכך אחריות כלשהי. המידע ניתן "כמות שהוא" is").("as הוצאת הוד-עמי אינה אחראית כלפי יחיד או ארגון עבור כל אובדן או נזק אשר ייגרם, אם ייגרם, מהמידע שבספר זה, או מהתקליטור/דיסקט שעשויים להיות מצורפים. לשם שטף הקריאה כתוב ספר זה בלשון זכר בלבד. ספר זה מיועד לגברים ונשים כאחד ואין בכוונתנו להפלות או לפגוע בציבור המשתמשים/ תו. טלפון: 09-9564716 פקס: 09-9571582 1-700-7000-44 דואר אלקטרוני: Info@hod-ami.co.il אתר באינטרנט: http://www.hod-ami.co.il
מדריך חומרה ותוכנה לטכנאי PC מהדורה 4 דורון סיון
Hardware & Software Guide for PC Technicians 4Ed. By Doron Sivan Editor: S. Amihud (C) כל הזכויות שמורות הוצאת הוד-עמי בע"מ ת.ד. 6108 הרצליה 46160 טלפון: 09-9564716 פקס: 09-9571582 דואר אלקטרוני: info@hod-ami.co.il אין להשאיל ו/או לעשות שימוש מסחרי ו/או להעתיק, לשכפל, לצלם, לתרגם, להקליט, לשדר, לקלוט ו/או לאחסן במאגר מידע בכל דרך ו/או אמצעי מכני, דיגיטלי, אופטי, מגנטי ו/או אחר - בחלק כלשהו מן המידע ו/או התמונות ו/או האיורים ו/או כל תוכן אחר הכלולים ו/או שצורפו לספר זה, בין אם לשימוש פנימי או לשימוש מסחרי. כל שימוש החורג מציטוט קטעים קצרים במסגרת של ביקורת ספרותית אסור בהחלט, אלא ברשות מפורשת בכתב מהמוציא לאור. הודפס בישראל ינואר 2006 All Rights Reserved HOD-AMI Ltd. P.O.B. 6108, Herzliya ISRAEL, 2006 מסת"ב ISBN 965-361-375-8
הספר מוקדש בחום ואהבה לאשתי דליה ולילדיי עופר, נעה ועמית רב תודות לשרון סיטבון, הסיוע בהכנת הסרטונים, המועילות. על ההגהה המקצועית, ואין ספור ההערות תודה מיוחדת מוקדשת להורי, לאה וויליאם סיטבון, על תמיכתם והשקעתם הרבה.
תוכן עניינים מקוצר מבוא...23 סקירה כללית... 27 מילון מונחים ומושגים...37 פרק 1: פרק רכיבים וטכנולוגיות... 43 :2 הזיכרון 50... 111...CPU פרק 3: המעבד המרכזי פרק 4: פרק פרק פרק רכיבי בקרה עיקריים בלוח האם... 163 סוגי אפיקים... 177 סקירת לוחות אם... 196 ספק מתח... 204 :5 :6 :7 פרק :8 התקני אחסון... 217 פרק 9: הדיסק הקשיח... 230 פרק 10: תוכניות שירות לטיפול בתקלות... 286 316... Fire Wire פרק 11: מקלדות, עכברים, USB ו- פרק 12: פרק מסכים וכרטיסי מסך... 331 :13 מולטימדיה... 358 תוכן עניינים 7
פרק 14: מדפסות... 388 פרק :15 תקשורת טורית... 415 פרק 16: פרק המודם... 435 17: עבודה משורת הפקודה... 457 פרק :18 XP...Windows 467 אינטרנט... 547 605...Windows Vista :19 :20 פרק פרק נספח: טבלת... ASCII 620 אינדקס... 623 8 חומרה ותוכנה מהד' 4
תוכן עניינים מבוא...23 התקליטור המצורף... 25 סקירה כללית... 27 לוח האם... 31 התקנים במחשב... 33 תצוגה... 34 ציוד היקפי... 34 מערכת ההפעלה... 35 35... Internet ספרים נוספים... 36 "מדריך רשתות לטכנאי PC ולמנהלי רשת"... 36 "מדריך אבטחת מידע והגנה מפני האקרים"... 36 מילון מונחים ומושגים...37 חשמל... 37 נוסחאות בסיסיות... 37 גדלים לדוגמה... 38 אלקטרוניקה... 38 מונחים באלקטרוניקה... 39 גדלים... 40 אלקטרוניקה ספרתית... 41 פרק 1: רכיבים וטכנולוגיות... 43 תקשורת טורית ומקבילית... 43 שערים לוגיים תכונות... 44 חוצצים...Buffers 45 בסיסי ספירה... 46 תוכן עניינים 9
פרק 2: הזיכרון...50 51... RAM מול ROM 51...Read Only Memory ROM 52...Random Access Memory RAM סוגי... ROM 52 שימושים ברכיבי... EPROM 53 מהו?BIOS... 54 חידושים ב- BIOS... 55 סוגי...RAM 57 58... Video-RAM VRAM 58... Synchronous Dynamic RAM SDRAM 59... Double Data Rate memory DDR 60...RDRAM פירוט על... RIMM 61 רכיבי זיכרון המשמשים למטרות מטמון... 62 רכיבי זיכרון המשמשים את כרטיס המסך... 63 רכיבי זיכרון המשמשים את לוח האם... 63 זיכרון מטמון Memory... Cache 66 זיכרון צללים Memory... Shadow 67 68...BIOS Setup תפריטי BIOS מסוג AWARD בלוח פנטיום... 69 עדכון... BIOS 83 סקירת תפריטי BIOS של לוח אם חדיש... 85 מבנה הלוח מבחינת... Chipset 86 87... Standard CMOS feature 89... Advanced BIOS Feature 91... Integrated Peripherals 94...Power Management Setup 95... PnP/PCI Configurations 96... PC Health Status 97... MB Intelligent Tweaker 98... Select Language 99... Fail-Safe 99... Optimized 100... Password 100... Save and Exit 10 חומרה ותוכנה מהד' 4
פעולות מתקדמות...101 התקנת דרייברים...101 התקנת התמיכה בשחזור המערכת... 102 103...Dual BIOS כיצד מעדכנים את ה- BIOS?...104 הפעלת יישומי DOS מתוך 106...Windows 95/98 הפעלת יישומי DOS מתוך 109... Windows XP פרק :3 המעבד המרכזי...CPU 111 מעבד מתמטי Coprocessor 115... Math מצב מוגן/אמיתי... 116 מצב אמיתי Mode 116... Real מצב מוגן Mode 116... Protected זיכרון וירטואלי Memory 116... Virtual סקירת מעבדים מעט היסטוריה... 119 מעבד 8088/8086...119 מעבד 120... 80286 המעבדים 80386...120 המעבדים 80486...121 המעבדים 586 פנטיום... 122 תכונות מעבדי פנטיום...122 טכנולוגיית RISC ו- CISC...123 מעבד פנטיום פרו...124 טכנולוגיית 126... MMX פנטיום 128... II סוגי תושבות... 129 132... Celeron 132... Xeon פנטיום 133...III פנטיום 133... IV ארכיטקטורה וזיכרון מטמון... 134 מעבד 136... Itanium 139... Hyper-Threading מחשבים ניידים...139 מעבד סנטרינו 139...Centrino חברת 140...AMD מעבד 141...Athlon תוכן עניינים 11
מעבד 142... Duron סקירת לוחות אם של 143...AMD השוואות בין Intel ל- 145...AMD חימום...145 מהירות...146 עלויות...146 תאימות עם יצרניות כרטיסי מסך...146 תוכנות לבדיקת המעבד ולוח האם...148 סקירת 151... Chipset מהו 152... Chipset תכנון מקצועי לרכישת לוח אם... 154 Over-Clocking ומערכות קירור...156 האצת כרטיס מסך וצורב... 156 האצת מעבד, FSB וזיכרונות...157 קירור...158 האצה לזיכרון (תזמונים לזיכרון)... 160 טיפים לסיום...161 פרק 4: רכיבי בקרה עיקריים בלוח האם... 163 בקר פסיקות 8259A 164... שלבי הפעולה... 164 יציאת קלט/פלט בסיסית Ports 170...Base I/O כתובת זיכרון בסיסית Address 172... Base Memory גישה ישירה לזיכרון U-DMA (Ultra Direct Memory Access) 173... 175...Timer דוגמה להתקנת כרטיס...176 פרק 5: סוגי אפיקים... 177 179...Industrial Standard Architecture ISA 180... Micro Channel MCA 181...Enhanced Isa EISA 181... Vesa Local Bus VLB 182... Peripherals Component Interconnect PCI 185... PCI Express 192...Accelerated Graphics Port AGP 193...AGP Pro ו- 193...ACR CNR,AMR 12 חומרה ותוכנה מהד' 4
פרק 6: סקירת לוחות אם... 196 לוחות פנטיום...197 II לוח אם פנטיום IV מהדור הישן...198 לוח פנטיום IV של...199 ASUS לוח המיועד למעבד Athlon 64FX של 200...AMD סיכום...201 פרק 7: ספק מתח... 204 אופן פעולת הספק...206 יציאות הספק במארז Mini Tower (ספק 207...(AT צבעי יציאות הספק... 208 יציאות הספק ב- ATX...210 הוספת מאוורר למעבד...212 תוספות בספקים החדשים...213 אל-פסק UPS 215... פרק 8: התקני אחסון... 217 כונן דיסקטים...217 מבנה הדיסקט...218 מבנה הכונן...220 תקלות בכונן דיסקטים... 221 כונן 222... Zip 223...Disk-On-Key התקליטור CD-ROM 224... Compact Disk Read Only Memory מבנה התקליטור...224 התקנת כונן התקליטור...226 דרישות חומרה... 226 דרישות תוכנה...227 צורבים... 227 כונן 227... DVD 229... Personal Computer Memory Card International Association PCMCIA פרק 9: הדיסק הקשיח... 230 מבנה הדיסק הקשיח...231 232... Stepper Motor 233... Voice Coil מהירות הגישה לנתונים... 234 זמן גישה Time) 234...(Access תוכן עניינים 13
קצב העברת הנתונים Rate) 235...(Transfer שיטות קידוד הנתונים... 235 ממשקים...236 ממשק 236...Integrated Drive Electronics IDE 239... Serial ATA ממשק 240... Small Computer Standard Interface SCSI תוכנה המספקת מידע על הדיסק הקשיח... 244 התקנת בקרים ודיסקים במחשב... 245 התקנת 245...SCSI התקנת כוננים בטכנולוגיית 251...IDE התקנת 255... SATA הכנת דיסק קשיח... 256 מהו?Interleave 257... התקנה פיסית...258 הגדרת הדיסק ב- 258...Setup חלוקה למחיצות לוגיות... 260 261...FDISK 263... PQMAGIC יצירת מחיצות דרך Disk Manager מתוך 264... Windows XP 268... GHOST הקשר בין סוג מערכת הקבצים לבין גודל המחיצה... 269 אתחול לוגי 270...FORMAT לשם מה דרוש פירמוט לוגי?...270 273... File Allocation Table FAT רשומת ספרייה... 273 סיכום...274 דוגמאות לפירמוט במערכות...274 Windows 274...Windows NT 275...Windows XP/2000/2003 סדר פעולות בעת הפעלת הדיסק...276 מערך 277... Redundant Array of Inexpensive Disks RAID מערך יתיר של דיסקים... 277 הגדרת מערך RAID דרך 279...BIOS הגדרת מערך RAID דרך מנהל הדיסק ב-...279 Windows XP 280... RAID 0 280... RAID 1 281... RAID 3 14 חומרה ותוכנה מהד' 4
281... RAID 5 סיכום...285 פרק 10: תוכניות שירות לטיפול בתקלות... 286 286... Norton Utilities 292... PQMAGIC 297...GHOST 301...GDisk תוכניות שירות במערכת הפעלה 305...Windows XP סיכום...306 הודעות שגיאה בדיסק הקשיח... 307 הודעות המצביעות על נזק פיסי לדיסק... 307 הודעות המצביעות על נזק למערכת הקבצים...307 פגיעה ברשומת 308...MBR הודעות שגיאה שונות...308 311... pcanywhere מצב 313... Gateway פרק :11 מקלדות, עכברים, USB ו-... Fire Wire 316 מקלדות...316 העברת מידע מהמקלדת למחשב...317 טבלת 319... ASCII מבנה המקלדת... 319 כיצד מזוהה מקש שנלחץ...320 טכנולוגיית הקשה... 320 תקלות אופייניות...321 חידושים במקלדות...323 עכברים...324 עקיבה אחר תנועת העכבר... 325 מערכת מכנית...326 מערכת אופטית...326 התקנת עכבר...327 שינוי הגדרות ב- 327...Windows 328...Universal Serial Bus USB 330... Fire Wire תוכן עניינים 15
פרק 12: מסכים וכרטיסי מסך... 331 הממשק הגרפי במחשב... 331 מסך המחשב כיצד הוא פועל?...332 תדר סריקה ורענון... 335 בעיות קרינה ועיוותים... 338 מסך 340... LCD סקירה טכנולוגית של כרטיסי מסך ומסכים בטכנולוגיית 342...VGA כיצד פועל כרטיס מסך...344 VGA רזולוציה, זיכרון ועומק צבע... 344 הצגת הנתונים... 344 מאפייני זיכרון של כרטיסי מסך...345 בקרי מסך VGA וקצב עדכון... 346 דוגמאות למאיצי מסך המיועדים למקצועני גרפיקה...347 התקנת והגדרת כרטיס מסך... 348 גרפיקה, מאיצים... 350 סקירה... 351 העברת סמכויות מהמעבד לבקר... 353 סקירת טכנולוגיות של חברות שונות... 354 354... nvidia 355... ATI 356... 3Dfx 356...Matrox סיכום...357 מסך 357... LCD מסך 357... CRT פרק :13 מולטימדיה... 358 כרטיס קול Blaster 358...Sound הקלטה... 360 סינתזה... 360 השמעה... 361 פרמטרים, תקנים ומושגים...362 Sample Rate קצב דגימה... 362 Resolution אבחנה או דיוק הדגימה... 362 דחיסת נתונים... 362 362...CODEC 363... CDA 16 חומרה ותוכנה מהד' 4
364... MP3 כיצד מקליטים ומשמיעים 364...?MP3 365... MPEG התקנת כרטיס קול...366 חיבור כרטיס קול לתקליטור...367 חסימת רעשים ואיכות שמיעה...369 התקנים ופיתוחים בתחום מולטימדיה...369 369... DVD תלת-ממד...371 סורק 374...Scanner מדדים לרכישת סורק...375 עיבוד של וידאו ספרתי...377 שלבי עריכת וידאו...377 צורבים...379 תוכנת הצריבה...380 Nero יצירת 381... Data CD יצירת 383...Music CD צריבת 384... Video CD שכפול CD ל- CD...384 תפריט 385... Extras תוכנת הצריבה 385... Easy Media Creator יצירת 386... Data CD יצירת 386...Music CD שכפול CD ו- 387...DVD פרק 14: מדפסות... 388 מדפסת לייזר... 389 מנגנון הפעולה של מדפסת הלייזר...389 391... PostScript מדפסת הזרקת דיו...393 מדפסת סיכות Printer 396...Matrix התקנת מדפסת והגדרות... 397 טיפים למשתמש...398 התקנת מדפסות במערכת 398...Windows XP תור ההדפסה...401 הגדרות מדפסת...402 שיתוף מדפסות ברשת...404 תוכן עניינים 17
תחזוקה שוטפת ותקלות... 408 אחזקה מונעת... 408 איתור תקלות במדפסת סיכות... 409 בעיות נפוצות במדפסות לייזר ודיו...410 מדפסות צבע איכותיות...413 פרק 15: תקשורת טורית... 415 ממשק 417... RS232 העברת הנתונים ובקרה...419 שיטת התקשורת הטורית...421 תקשורת סינכרונית Synchronous 421... תקשורת אסינכרונית Asynchronous 421... הגדרות דרך שורת הפקודה ודרך ממשק גרפי...423 שורת הפקודה...423 מערכת 424... Windows XP בקרת זרימה...424 דוגמה לעבודה דרך יציאות...425 COM החומרה בתקשורת טורית... 425 רשתות טלפונים ומודמים... 429 רשת הטלפון... 430 כיצד פועלת רשת הטלפון שיטות ריבוב...430 431... Frequency Division Multiplexer Access FDMA 432... Time Division Multiplexer Access TDMA 432... Code Division Multiplexer Access CDMA שיטות ריבוב סיכום...432 העברת נתונים ברשת הטלפונים... 433 433... ISDN פרק :16 המודם... 435 דוגמאות לשימוש במודם... 436 מהו אפנון מידע?... 437 מודם חיצוני...438 מודם פנימי...438 אפנון...438 אפנון 438...FM אפנון 439... AM דחיסה בעת האפנון...440 הצורך בתקנים...442 18 חומרה ותוכנה מהד' 4
תקני אפנון...442 תקנים של בקרת שגיאות...444 444... Xmodem 445... Ymodem 445... Zmodem בקרת שגיאות...445 תקני דחיסת נתונים... 446 פקודות 446... AT דוגמאות נוספות לשימוש בפקודות...448 AT התקנת מודם... 450 תקלות במודמים...453 פרק 17: עבודה משורת הפקודה... 457 סקירת פקודות...460 DOS קבצי אצווה File 463... Batch סיכום...466 פרק :18 XP...Windows 467 מטרות הפרק... 468 סקירת גרסאות Windows XP ונהלי התקנה... 469 התקנת המערכת...469 שלבי ההתקנה צעד אחר צעד... 472 התקנות אוטומטיות והתקנות דרך רשת... 474 עדכונים למערכת ההפעלה ולרכיבי האבטחה...477 הגדרת זיכרון וירטואלי... 479 חלוקה למחיצות...482 חלוקת הדיסק...484 פירמוט מחיצות...487 אתחול המערכת... 489 מבנה השורה...492 ניהול התקני חומרה ותחזוקת המערכת...494 494... Restore Point גיבוי ושחזור...496 Registry חיפוש ב- 497...Registry כלי גיבוי ל-...500 Registry 502... Automated System Recovery ASR גיבוי על ידי 503...ASR שחזור על ידי...503 ASR תוכן עניינים 19
התקנת דרייברים...504 כלי ניהול ובקרה...510 שירותים (Services) 513... הוספה והסרה של רכיבי...515 Windows תפריט האתחול...516 ניהול משתמשים... 517 דרך ראשונה ליצירת חשבון משתמש... 518 דרך שנייה ליצירת חשבון משתמש...521 נקודות חשובות לתשומת לב... 522 הצפנות...524 שלבי הצפנה של תיקייה...524 הגבלות על משתמשים... 528 שירותי רשת... 529 טיפים להתקנת רשת אלחוטית... 533 שיתוף תיקיות ומיפוי כוננים צעד אחר צעד...534 הרשאות גישה...539 שליטה על מחשב מרוחק...541 דואר אלקטרוני...545 נהלי גיבוי...545 פרק 19: אינטרנט... 547 קצת היסטוריה על האינטרנט...547 מערכת הכתובות באינטרנט...549 התחברות לאינטרנט... 551 חיבור קבוע...551 חיבור בחיוג...552 סיכום...552 חיבור משתמשים לאינטרנט מהיר...552 552...ADSL מידע טכני והגדרות... 553 טכנולוגיית כבלים...555 וקצת היסטוריה...חיבור לאינטרנט עם מודם בעזרת...556 Windows 95/98 הגדרות מתקדמות... 557 558... Internet Explorer הכרטיסייה "התקשרויות"...558 הכרטיסייה "מתקדם"... 559 הכרטיסייה "תוכן"...560 20 חומרה ותוכנה מהד' 4
הכרטיסייה "כללי"...561 הכרטיסייה "אבטחה"...563 שירותי אינטרנט...564 דואר אלקטרוני Mail 564... Electronic רשימת אתרים שימושיים...565 אתרים בעברית...566 אופן הורדת דרייבר...567 דחיסה...568 568...WinZip 571... WinRar 574... MP3 השמעת קבצי...574 MP3 העברת שיר ל- MP3...575 שימושים נפוצים באינטרנט...576 הגנה על המחשב מפני וירוסים, תוכנות ריגול והתקפות עוינות...580 וירוסים...580 מהם וירוסים?...582 הנזק הנגרם למחשב...584 סיכום... 585 התמודדות עם וירוסים... 585 התמודדות עם וירוסים חמקנים...587 עבודה ברשת...588 סיכום... 589 תוכנות אנטי-וירוס מוכרות (רשימה חלקית)... 590 592... Spy Ware בעיות...592 מה עושים?...593 594... Spybot 594...Spy Sweeper 595... Ad-Aware 596...Hacking כתובות 596...IP פורטים... 597 סיכום...604 תוכן עניינים 21
פרק :20 Vista...Windows 605 התקנת המערכת...608 כלי ניהול ובקרה... 613 רשתות...616 סיכום...619 נספח: טבלת... ASCII 620 אינדקס... 623 22 חומרה ותוכנה מהד' 4
מבוא המחשב האישי היום הינו חלק בלתי נפרד מכל משרד, מפעל ובית. המודעות הגבוהה ליתרונות השימוש במחשב וההוזלות הבלתי פוסקות, תרמו לעלייה בלתי פוסקת בהיקף המכירות של מחשבים וציוד היקפי. נוסיף לכך, שקצב החידושים והעדכונים בתחום החומרה והתוכנה של מחשבים אישיים הינו מרשים ביותר. כך, אנו משופעים במגוון ציוד ותוכנות שעליהם אפשר לומר: מה שנמכר כיום ייחשב למיושן מחר. מצב זה מקשה על מי שאמור לרכוש ציוד מחשבים, ובפרט למי שאמור לתחזק אותו. מנהלי רכש, מנהלי יחידות מחשב וטכנאי מחשבים, מתמודדים מדי יום עם בעיות הנובעות מחוסר היכרות עם ציוד חדש ועם בעיות של חוסר תאימות בין התקנים שונים במערכת. הצורך להכיר את ציוד המחשבים, מערכות הפעלה, רשתות תקשורת ועוד, מחייב לימוד והתעדכנות בלתי פוסקים. ואכן, בשנים האחרונות אנו עדים לגידול ההיצע בתחום ספרות מחשבים ולמגוון קורסים במקצועות המחשב. ספר זה מכוון לחומר החשוב והחיוני לטכנאי ומנסה להעמיק בו, מתוך מטרה להכיר היטב את המחשב האישי ולדעת להתמודד עם קשת רחבה של בעיות. הספר מרכז מספר רב של נושאים בהם נדרש טכנאי המחשבים להתמצא ברמה גבוהה. הוא נכתב בהתאם למתכונת הלימודים בקורסים לטכנאי שירות, באופן שפרטי המחשב והמושגים המקצועיים הקשורים בו נפרשים בהדרגה בפני הקורא. כדי להכיר את סביבת המחשב האישי (PC) ולדעת להתמודד עם מגוון הבעיות האפשריות, יש להכיר על בוריין את מערכות ההפעלה וסביבת העבודה של המחשב, וכמובן את החומרה של המחשב האישי והציוד ההיקפי המקושר אליו. הנושאים חולקו לשלושה ספרים: הספר הראשון (ספר זה) עוסק בחומרת מחשב ומערכות הפעלה ל- PC ; הספר השני, "מדריך רשתות לטכנאי PC ולמנהלי רשת", מהד' 4, עוסק ברשתות תקשורת ומערכות הפעלה לרשת. הספר השלישי "מדריך אבטחת מידע והגנה מפני האקרים" מכסה את נושא אבטחת המידע בארגון. בחלק הראשון של ספר זה נסקור תחילה את לוח האם, ההתקנים והרכיבים העיקריים בו, כמו זיכרונות, סוגי מעבדים, הגדרות Setup ונושא הפסיקות. בהמשך נתוודע בצורה מעמיקה אל הדיסק הקשיח, המהווה את החוליה החשובה והרגישה במחשב האישי. לאחר סקירת בקרים והתקנים רבים דוגמת כרטיסי מסך, כרטיסי קול, מסכים ועוד, נגיע לפרקים העוסקים במערכת ההפעלה Windows XP ולאינטרנט. מבוא 23
בספר השני תיסקרנה מערכות ההפעלה לרשתות התקשורת הנפוצות:,Linux,Windows 2003 שרת הדואר Exchange ונתבי.Cisco כאשר, לצד לימוד תיאורטי, מושם דגש על נושא ההתקנה וההגדרות. בספר השלישי תתוודע לעולם ה- Hacking, תלמד את דרכי הפעולה וכיצד להתמודד מול מגוון הפרצות שקיים. כמו כן תכיר את 3 ה- Fire Wall המובילים בשוק: Pix של ISA,Cisco של,Microsoft ו- Fire Wall NGX של צ'ק פוינט. נושא הרשתות והאבטחה הפך לחיוני מכיוון שרשתות תקשורת הפכו לחלק בלתי נפרד מהמשרד והמפעל המודרני, ולכן הטכנאי נדרש להכיר את הרשתות הנפוצות, ולדעת כיצד לתחזקן וכיצד להגן עליהן. כפי שבוודאי תבחין, הדגש בספר זה הוא על הפרקטיקה ונהלי העבודה בשטח. כל ההסברים והתיאורים מוצגים כדי לפרוש בפניך את היריעה וכדי להעניק לך כלים טובים יותר בבואך להתמודד עם מגוון בעיות. כך, בצד הסברים מנומקים תלמד כיצד להפעיל תוכנות חשובות ביותר, כגון:,Ghost,PQMAGIC כלי תחזוקה במגוון מערכות Norton Utilities,Windows ועוד. אחד הכלים החשובים ביותר הוא ללא ספק ה- Internet. הרשת הפכה למקור בלתי נדלה של תוכנות ועדכונים שערכם לטכנאי הוא רב. לפיכך צורף לספר זה פרק מפורט על,Internet בו תלמד כיצד לגלוש באינטרנט ומהם האתרים ההכרחיים עבורך. קוראים המעוניינים להפנות שאלות ובעיות ולהציע רעיונות, לכתובת דואר אלקטרוני זו: מוזמנים לפנות doronsivan@walla.co.il המחבר דורון סיון 24 חומרה ותוכנה מהד' 4
ספר זה הינו הראשון בסדרה בת שלושה ספרים: הספר הראשון (ספר זה): "מדריך חומרה ותוכנה לטכנאי,"PC מהד' 4 הספר השני: "מדריך רשתות לטכנאי PC ולמנהלי רשת", מהד' 4 הספר השלישי: "מדריך אבטחת מידע והגנה מפני האקרים" בספר תמצא הפניות לספרים בשם מקוצר: "מדריך רשתות" הכוונה לספרים המפורטים כאן, כולם בהוצאת הוד-עמי. ו"מדריך אבטחה". התקליטור המצורף בתקליטור 10 סרטונים בנושאים שונים: הכרת לוח האם הרכבת ספק כוח התקנת מאוורר על המעבד חיבור דיסק קשיח חיבור התקנים חיצוניים חיבור כרטיסים חיבור רשת ביתית חיבור שני התקני IDE מערכת האוורור פירוק והרכבת זיכרון אין צורך להעתיק את הסרטונים לדיסק. כדי לצפות בהם, לחץ לחיצה כפולה על שם הסרטון הרצוי. מבוא 25
סקירה כללית עבור חלק מהקוראים, שספר זה הוא בין הראשונים שהם קוראים בתחום המחשבים, מצאתי לנכון לפתוח את הספר בסקירה קצרה של תולדות המחשב האישי. סקירה זו תסייע מעט בהכרת המושגים וה"שחקנים" הראשיים בעולם ה- PC. הסקירה תתחיל בשנת 1981, שבה נכנסתי לעולם המחשבים, ואפשר לומר באירוניה כי למרות שהכול השתנה כאילו לא השתנה דבר. המחשבים השתכללו, מערכות ההפעלה, התוכנות המשרדיות, יישומי הניהול והמדע הכול חדיש מתוחכם ומהיר, אך עדיין אנשי ה- System מוצאים את עצמם עוסקים בתחזוקה שוטפת ושוחקת של ציוד מחשבים מקולקל, וירוסים, שורות פקודה ועוד... ניתן כבר בתחילה לסכם ולומר, שבעוד המשתמש נהנה משיפור מתמיד בתחום המחשוב, מבחינת הטכנאי השדרוג האינסופי של הציוד והתוכנות גורם בעיקר למגוון רחב יותר של בעיות ולעלייה במורכבותן. גם המשתמש עומד לא פעם בפני קשיים הנובעים משדרוג מערכות החומרה ומערכות ההפעלה והתוכנות שלו, אך הוא יכול לעכב זאת במידה רבה. לא נורא... ונתחיל בסקירה: 1981 מערכת MS-DOS יוצאת לעולם (באמת ותיקה...), IBM מציגה את המחשב האישי הראשון.IBM-PC1 1982 IBM מכריזה על מחשב חדש XT (כבר שדרוג...), המכיל דיסק קשיח בנפח 10MB (כן, 10 מגה-בתים!). חברת,Apple לעומת זאת, מכרה כמיליון מחשבים. 1983 חברת Compaq מכריזה על תואם.IBM השוק מוצף בתואמי PC המגיעים ממדינות המזרח הרחוק. 1984 שדרוג למערכת MS-DOS בגירסה 3.1. Apple מכריזה על מחשב חדש בשם מקינטוש (ובקצרה, מאק או.(Mac 1985 השוק מוצף במעבדי 286 של Microsoft.Intel מכריזה על מערכת ההפעלה.Windows 1 1986 בעקבות הכרזה של Intel על מעבד 80386, מתחילים בשדרוג השרתים. מכריזה על מחשבי.PS2 IBM 1987 1988 "מכה חדשה", וירוסים. חלפו מאז שנים רבות והם רק מתרבים... סקירה כללית 27
1989 Intel מכריזה על מעבד 80486. באותו זמן יוצא לשוק המחשב הנייד הראשון. מכריזה על.Windows 3.0 Microsoft 1990 מתחילה להתחרות ב- Intel. AMD מכריזה על.DOS 5 Microsoft 1991 זה פשוט לא נגמר... מערכת זו תכלול 1992 Microsoft מכריזה על...Windows 3.1.(Windows for Workgroup שנקראה (3.11 Windows הרשת מרכיבי גם את אסטרטגיית שיווק זו פגעה מאוד בתוכנת הרשת.Lantastic Windows NT (וכאן דילגתי על ההכרזה של 1993 Microsoft מכריזה על מערכת Pentium מכריזה על מעבד Intel במקביל,.(...DOS 6.2,DOS 6,Windows 3.11 (פנטיום) נבחר מטעמים משפטיים, כדי Pentium 586. השם (מבחינת הרצף זה הדפדפן הראשון לשוק כמו כן, יוצא למנוע מהמתחרים להשתמש בשם זהה). לאינטרנט בשם.Mosaic Netscape Navigator יוצא לשוק דפדפן אינטרנט משופר ונוח בשם 1994 האינטרנט. Intel ממשיכה לשלוט בשוק על אף התחרות מצד AMD ו- CYRIX. Netscape חברת ועל הדפדפן.Explorer 2 מכריזה על Windows 95 Microsoft 1995 מוציאה לשוק את גירסה 2 של הדפדפן שלה. Intel מכריזה על מעבדי.Pentium-Pro 200MHz במחירים מעבדי פנטיום במהירות עיבוד של Intel מוכרת 1996 אטרקטיביים. יוצא לעולם כונן ה- DVD הראשון. מעבדים, שיכילו תמיכה מובנית של Intel מכריזה על דור חדש 1997 במולטימדיה. לטכנולוגיה זו קבעו את הכינוי.MMX חברת Intel הכריזה על מעבד חדש (אין זמן לנשום...).Pentium-II 1998 Microsoft מכריזה על.Windows 98 בגלל התחרות הקשה עם,AMD חברת Intel מוציאה לשוק מעבד מוזל ללא Cache (זיכרון מטמון), בשם.Celeron בשנה זו מוכרז צורב התקליטורים הראשון. 1999 Intel מכריזה על,Pentium-III אך ממשיכה לשדרג את Celeron והוסיפה לו AMD!!!Cache אינה מתרגשת ומכריזה על מעבדי K7. משתמשים המכורים למשחקי מחשב ממירים את כרטיס המסך הרגיל במאיצים המכילים זיכרון של.32MB Windows 2000 לסביבת השרתים ותחנות העבודה Microsoft מכריזה על 2000.Windows Me התחרות המקצועיות. במקביל היא משווקת למשתמש הביתי את קשה בין Intel ל- AMD גורמת לשיפור בלתי פוסק במהירות המעבדים. 2001 דור חדש ומשוכלל של מאיצי מסך. המאיץ Geforce בעל 64MB מוביל את השוק. כרטיסי המסך מכילים זיכרון רב ומעבד נפרד. מתחיל מרוץ המעבדים: Intel Intel ;Athlon AMD מציגה את המעבד 4); חברת Pentium-IV (פנטיום מכריזה על 28 חומרה ותוכנה מהד' 4
מציגה מעבד Celeron משופר; AMD אינה מפגרת ומציגה את Intel ;Duron מכריזה על.Windows XP מכריזה על Microsoft בתחום מערכות ההפעלה,.(64bit (מעבד Itanium 2002 מערכת ההפעלה הפתוחה Linux תופסת תאוצה. הגרסאות Red-Hat ו- Suse מציגות מערכות Linux השומרות על תאימות למערכות,UNIX וגם מספקות כלי ניהול גרפיים מתקדמים. לינוקס מתחילה להוות איום גם על Windows וגם על.UNIX 2003 חברת Novell רוכשת את מערכת לינוקס מבית,Suse ואחר כך מוציאה לשוק את התוכנה NNLS שמאפשרת להמשיך ולעבוד עם כלי הניהול המסורתיים של נובל על פלטפורמת לינוקס. Intel מקדמת את תפישת העבודה הקרויה.Dual Processing Service היא מכריזה גם על Pack 2.ISA Server מכריזה על שרת Microsoft 2004 עבור.Windows XP רוב המשתמשים מאמצים חבילת שדרוג זו. 2005 אבטחת המידע מגיעה לראש סדר העדיפויות ותשומת הלב במאמץ לעמוד מול מבול של וירוסים, תוכנות ריגול ודואר זבל. רוב המשתמשים והארגונים עוסקים בהתקנת תוכנות הגנה ומבצעים מעקב בלתי פוסק אחר המזיקים. 2006 שנה זו עומדת בפתח וככל הידוע Microsoft תציג את מערכת ההפעלה.Vista כרטיסי מסך מתקדמים יכילו זיכרון מובנה של 128MB ואף יותר. צפוי שלוחות האם השונים יכילו כרטיס רשת במהירות שתימדד ב- GB (ג'יגה בתים). גולשי האינטרנט יפעלו במהירות שלמעלה מ- 1MB בעלות של עשרות שקלים בחודש. עד כאן ההיסטוריה (שים לב: 24 שנים, ולא דורות או מאות שנים!), וקצת תחזית. בספר זה בכוונתי להציג את ההיבט הטכני של המחשבים וציוד התקשורת. בצד תיאורים מפורטים על מבנה המחשב וההתקנים שנמצאים בו, אדון בנהלי התקנה, הגדרות חומרה ותוכנה, וגם אציג דרכי התמודדות בבעיות ותקלות שונות. "ליבו" של המחשב האישי הוא לוח האם. זו הסיבה שהספר פותח בסקירת הרכיבים המותקנים בו, כגון,Chipset בקרי דיסק קשיח, תפריטי ה- BIOS ועוד. בלוח האם מותקן גם המעבד הראשי, ה- CPU (יע"מ, יחידת עיבוד מרכזית). בשוק המחשבים האישים יש שתי חברות עיקריות המייצרות מעבדים במהירויות שונות: Intel (שיש לה מרכזי פיתוח חשובים ומצליחים בישראל) וחברת.AMD המעבדים מתוצרתן מוצגים בספר. נלמד להתקין כרטיסי הרחבה במחשב (כרטיסי זיכרון, מודמים, מאיצי מסך ועוד), נלמד להשביח את המחשב ועוד. לאחר הסבר של כל ההתקנים והרכיבים העיקריים בלוח האם, נדון בהתקנים שונים אחרים: כונני דיסקים קשיחים, כונני תקליטורים, כרטיסי קול וכרטיסי מסך לסוגיהם. בצד ההסברים על מבנה ההתקן ותכונותיו, נלמד על מהלך ההתקנה ונלמד על מותגים מקובלים ונכיר אותם. בנוסף לתהליך הלימוד תמצא הסברים על תקלות אפשריות ועל הדרכים לטפל בהן. לדוגמה, סקירת המדפסות תהיה בהיבטים שונים ויודגשו המטרות והיעדים שלהן. נכיר את הסוגים העיקריים של המדפסות סקירה כללית 29
ואת הדרייברים (תוכנות ההפעלה הייחודיות לכל אחת) הנפוצים, ונציין רשימת תקלות אופייניות. דוגמה זו מבהירה היטב את אופן עבודתו של טכנאי PC כיום. חלף עידן תיקון ספקים, מסכים ומדפסות. תיקון הציוד האלקטרוני עבר לידיו של טכנאי האלקטרוניקה וטכנאי ה- PC מטפל בהתקנה, הגדרות חומרה ותוכנה, והעיקר עוסק בפתרון תקלות ובעיות במערכת. כאשר הטכנאי מזהה בוודאות ציוד שאינו תקין, הוא שולח אותו למעבדה מתאימה. אולם בטרם הוא עושה זאת, עליו לזהות את מקור התקלה או הבעיה, כמו לדוגמה: יציאת מדפסת, הגדרות הרשת, ואולי הגדרות התוכנה של המדפסת או של המודם. זו הסיבה שהטכנאי צריך לדעת ולהבין היטב את נהלי ההתקנה של תוכנות ושל התקני החומרה השונים, וגם להכיר את מערכות ההפעלה ורשתות התקשורת הנפוצות. החומר בספר זה מבוסס על מספר רב של מקורות מידע ועל קורסים רבים שהעברתי במסגרות שונות. לימוד בלתי פוסק הפך לחלק בלתי נפרד מעבודת הטכנאי, אשר חייב להתעדכן באופן שוטף ולהכיר מוצרים וכלים שונים שנמצאים בסביבת עבודתו. המטרה של ספר זה להעניק לך כלי עבודה ודרכי חשיבה שיאפשרו להכיר בצורה מעמיקה את המחשב ומערכות ההפעלה העיקריות, וגם לאפשר לך לבצע פעולות תחזוקה ומניעה רבות שחששת לבצע עד כה. הספר שלפניך מיועד לטכנאים ולא לצורך לימוד עיוני, ולכן הדגש הוא על תמיכה בפעולות שהם בתחום תפקידו של הטכנאי. אני מקווה שכך גם תמצא אותו, נוח ללימוד ולעבודה. הניסיון שצברתי בעבודתי ובהעברת מאות קורסים בתחזוקת מחשבים ורשתות, סייע לי בכתיבת הספר. השתדלתי להציג את הדברים בצורה עניינית ופשוטה. קושי רב הוא המינוח הכפול, באנגלית ובעברית, למושגים, מוצרים ופעולות. העדפתי את המונחים בעברית וכשחששתי מאי בהירות, או מכיוון שיש אילוץ כלשהו, העדפתי את המונח האנגלי. עירוב מסוים נמצא גם בין "נתונים" ובין "מידע". ההגדרה הרגילה אומרת שנתונים הם,Data ומייצגים את ערכי המקור שמבצעים עליהם את פעולות העיבוד, ומידע הוא Information אשר מייצג את תוצאות העיבוד (חישוב, מיון וכד') שהינם בעלי משמעות למקבל. בעברית כמו באנגלית משתמשים פעמים רבות במונח "מידע" (Information) לייצוג נתונים, קוד תוכנה ותוצאות עיבוד. הקפדתי על ההבחנה בעת הצורך. עניין נוסף הוא תפריטי מערכת ההפעלה, אשר ניתנים בעברית למקרה שהוגדר ממשק עברית, או באנגלית למקרה שהוגדר ממשק באנגלית. כאשר הצגתי מסלול פעולה בתפריטים עשיתי זאת לרוב בשתי השפות, ולעיתים העדפתי שפה אחת בלבד, כדי לא לסרבל יתר על המידה. הטכנאי צריך להכיר את שני סוגי הממשקים. שימוש במינוח המקובל בתחום המחשבים והעירוב של מילים באנגלית הוא חלק בלתי נפרד מהווייתנו, ואני מקווה שהקורא יבין את ההתלבטות. בנושא זה אני ממליץ על השימוש במילון למונחי מחשב (כמו לדוגמה המילון של הוצאת הוד-עמי). 30 חומרה ותוכנה מהד' 4
אני מציע לקוראים לשמור את החוברות ואת כל הספרות המגיעים יחד עם הציוד ועם מערכות התוכנה השונות, באופן שיהיה נגיש בעת הצורך. זהו חומר יקר ערך, אשר מעודכן ומותאם לחומרה, הדרייברים והתוכנה ובעת תקלה רבים הסיכויים למצוא בו תשובה טובה והמלצה לפתרון. לרוב מפורטים בחוברות העזר הסברים על הציוד והתוכנה ודרך פעולתם, על דרכי ההתקנה, ובדרך כלל גם נמצאת בסוף החוברת רשימת תקלות אופייניות והמלצות לטיפול בהן. ההסברים הינם קצרים ולפעמים גם כלליים, אך הטכנאי המחפש קצה חוט כדי להתגבר על תקלה יוכל למצוא בהם גם כיווני חשיבה יצירתיים. מי שמעוניין להעמיק את ידיעותיו, טוב יעשה אם ירכוש דרך קבע ספרות מחשבים, כגון ספר זה. מומלץ להיעזר בספרות המצורפת למחשב ולהתקנים במקביל ללימוד בספר, להתבונן בתרשימים ולהיעזר בדיאגרמות ובטבלאות. המושגים המקצועיים שנמצאים בהם מוסברים בספר זה, וכך הספרות הטכנית היבשה תהפוך למובנת ומעניינת. ייתכן שתשאלו: "מה הטעם? הרי הכל משתנה ומתעדכן ללא הרף!" התשובה היא שתחום זה אכן מתעדכן ללא הרף, אך יש דרכים ושיטות עבודה שהן בדרך כלל יציבות ומובנות. צריך לעבור את המחסום הפסיכולוגי ולדעת כיצד פועלים המחשב ומערכות ההפעלה וגם לתרגל נהלי חיפוש של מקורות לתקלות ובעיות הפעלה. לאחר מכן, אפשר לחוש ביטחון ויכולת להתמודד גם עם חומרה ותוכנה חדשים המגיעים לשוק. כדי להעניק לקורא תמונה כללית בטרם נעבור להכרה מעמיקה של כל תחום ותחום במערכת המחשב האישי,(PC) מצאתי לנכון לסקור את הנושאים השונים בספר. לוח האם סקירה כללית 31
הלוח הראשי במחשב האישי קרוי לוח אם Board) (Mother ולעיתים גם לוח מערכת Board).(System לוח זה מכיל את הרכיבים אשר שולטים על אותות הבקרה והעברת המידע, את המעבד המרכזי ואת יחידות הזיכרון. כדי לאפשר חיווט של החיבורים הרבים שבין כל הרכיבים, נאלצים לבנות את הלוח בשכבות אחדות. לשם כך דרוש ידע טכני ברמה גבוהה במיוחד. בשוק יש הרבה לוחות אם של יצרנים שונים, ויש לעיתים אי בהירות באשר לאמינותם ותכונותיהם. ללוח האם תפקיד חשוב במדד איכות המחשב. גם הפרשי מהירות העיבוד שבין לוחות שונים עם מעבדים וזיכרון זהים יכולה להגיע ליותר מ- 30%. לכן, מומלץ לוודא שהלוח הנרכש הוא מאיכות טובה. חברת Intel למשל, מייצרת ומספקת רישיונות ליצרנים שונים לייצר לוחות מסוגים שונים, וביניהם:.Asus,AOPEN,I Will,FIC,Soyo,Octek,SIS,UMC,Giga Byte לוחות אלו משמשים בעיקר את שוק התואמים. במקביל לשוק התואמים נמצא את החברות הגדולות אשר מוכרות ערכות שלמות בדרגת איכות גבוהה, דוגמת.IBM לוחות ומחשבים אלה יקרים בדרך כלל מהתואמים. שיקולים שחייבים להתחשב בהם בטרם רוכשים לוח אם: 1. כמות זיכרון שניתן להתקין בלוח. חשוב במיוחד לרוכשים לוחות עבור שרתים. 2. תוספות מהן התוספות שמצורפות ללוח? בלוחות רבים יש תמיכה בכרטיסי קול, כרטיסי מסך, מודמים ועוד. יש לוודא שתוספות הן באיכות טובה ומתאימה לצרכים של השימוש בהן. לדוגמה, יש מותגים מוכרים, כמו Creative לכרטיסי קול, ו- Adaptec לבקרי.SCSI בלוחות מסוג זה, צריך לעדכן את ההגדרות או הקביעות (Setup) של ה- BIOS על פי התוספות. לשם כך יש להיעזר בחוברת שמצורפת ללוח האם. כיום, כל רכיבי ה- BIOS (רכיב המחזיק תוכניות שירות הנדרשות לפעולת המחשב הבסיסית) מותקנים ברכיב זיכרון מסוג,Flash שהחליף את רכיב EPROM המסורתי. היתרון של רכיב Flash הוא באפשרות לעדכן אותו ללא צורך בציוד מיוחד שנקרא צורב.EPROM תכונה זו הפכה להכרחית בעידן Plug and Play (חבר-הפעל). 3. מי היא החברה שמייצרת את הלוח? ללוח אם יש השפעה ישירה על ביצועים ויציבות. בעולם של שינויים תכופים צריך לעדכן את ה- BIOS לעיתים קרובות ולכן הלוח חייב להיות באיכות טובה. בספר זה נדון באופן מפורט בכלים הדרושים כדי לוודא את איכות לוח האם, ובצעדים שיש לבצע לפני רכישת לוח אם. 4. המעבד. בעבר שלטה Intel שלטון כמעט מוחלט בתחום המחשבים האישיים, אך כיום המתחרה AMD נוגסת ללא רחם ומפלחת לעצמה פלח שוק נרחב. 32 חומרה ותוכנה מהד' 4
AMD עבדה בעבר בשירות,Intel עד שהחלה להתחרות בה. כיום היא מציעה מעבדים מהירים במחירים כה אטרקטיביים, עד ש- Intel נאלצה להוציא מעבדים מוזלים (דוגמת Celeron שכלל זיכרון מטמון מוקטן) כדי להתחרות ב- AMD בפלח השוק הזול. בניגוד למצב בעולם, שבו AMD מבססת לעצמה מעמד איתן, בישראל יש לאינטל יתרון משמעותי, אם כי בשנתיים האחרונות גם כאן AMD מתחילה לחדור לשוק. התקנים במחשב רוב הלוחות כוללים כיום בקרי דיסק רגילים מסוג,(ATA) IDE וגם בקרים שניגשים לדיסק באופן טורי מסוג.SATA הלוחות כוללים גם כרטיסי רשת מהירים. המידע מועבר בלוח האם בצורה מקבילית בית (byte) אחר בית, אולם התקנים חיצוניים רבים, כגון עכבר ומודם, פועלים בצורה טורית, סיבית (bit) אחר סיבית. בפרק "תקשורת טורית" מפורט אופן מעבר האותות ממערך טורי למקבילי ולהיפך. בקר התקשורת הטורית המותקן במחשבים החדשים הוא UART מסוג 16550. זהו בקר 16 סיביות משופר, שנחזור אליו גם בפרק "תקשורת טורית". בקר התקשורת המקבילית הוא EPP (ראשי תיבות של "בקר תקשורת מקבילית משופר"). המושג BIOS Setup מוכר ושגור בפי כל טכנאי.PC זהו למעשה הליך הקביעה של פרמטרים והגדרות בסיסיות להפעלת החומרה של המחשב. כל הפרמטרים או הגדרות להפעלת החומרה של המחשב נמצאים ברכיב זיכרון מגובה בסוללה ושמו CD-ROM נוכל למצוא בו, לדוגמה, את סדר האתחול של המחשב (קודם.BIOS ולאחר מכן דיסק קשיח או קודם דיסקט, וכו'), הנחיה אם להפעיל התקנים המותקנים בלוח האם ויציאות דוגמת,USB פרמטרים של הדיסק הקשיח, ועוד. אופן העבודה עם תפריטי Setup וקביעת ההגדרות בהם מוסברים בהרחבה. יש גם הסברים על סוגי BIOS ועל תפריטים שונים. כל מחשב ביתי הנמכר כיום מכיל DVD (או כונן תקליטורים, (CD-ROM וכרטיס קול. התקנים אלה פועלים על פי שני תקנים עיקריים: EIDE ו- SCSI, אשר יזכו לפירוט רב בפרק "הדיסק הקשיח". את כונן התקליטורים אפשר להשיג במהירויות שונות, כמו לדוגמה "כפול 52" (יחסית למהירות התקליטור הראשון שיצא לשוק, שמהירות העברת הנתונים שלו הייתה.(150KByte/sec יש בשוק מותגים של יצרני תקליטורים רבים, כמו,Philips,Samsung,Sony Goldstar,Creative ועוד. כרטיסי הקול נפוצים הם לרוב מתוצרת Creative או,Cmedia ויש מותגים טובים נוספים. יש כרטיסים במספר אפשרויות של דגימת צליל: 32 סיביות, 64 סיביות ואף 128 סיביות, מסוג.Plug and Play מומלץ לרכוש זוג רמקולים איכותי הכולל מגבר אשר ניזון מספק או סוללות. סקירה כללית 33
המחירים יורדים באופן כה משמעותי, עד שהתקליטורים נמצאים בשימוש רחב ומשמשים למטרות ביתיות ועסקיות שונות. לפיכך אדון בפירוט בתוכנות צריבה ובפורמטים של צריבה. ככלל, ברוח החידושים הבלתי פוסקים, יש בשוק כוננים מסוגים שונים שדחקו את כונן הדיסקטים המסורתי. כונני ZIP של Syquest ו- EZ של חברת Iomega תומכים בדיסקטים בעלי נפח של.1000MB התקן שהפך למקובל במיוחד הוא.Disk on Key יכולת הזיהוי האוטומטי על ידי מערכות ההפעלה ונפחי הקיבול הגבוהים שלו גרמו לכך שיהיה נוח ושימושי ביותר. תצוגה רכיבי התצוגה במחשב האישי השתפרו מאוד בשנים האחרונות. כרטיסי המסך הישנים, כגון הרקולס, CGA ו- EGA חלפו מהעולם, והשיטה האנלוגית VGA תפסה את מקומם. העלייה בחדות התמונה (רזולוציה, הפרדה) והדרישה למספר צבעים רב (עומק הצבע) אילצה את היצרנים לשפר את כרטיסי המסך ואת הצגים עצמם. כרטיסי המסך שנמכרים כיום מכילים 128MB-512MB זיכרון. כמות הזיכרון הגבוהה דרושה כדי לאחסן תמונה ברזולוציה גבוהה ומגוון צבעים נרחב לטיפול בתצורות של תלת-מימד (3D). כדי לעמוד במהירות התצוגה הרצויה, מצוידים הכרטיסים ברכיבי זיכרון RAM מסוגים מהירים וחדשניים, דוגמת VRAM (Video-RAM) ו- DDR2. הם גם מכילים בקר מתוכנת המאפשר לכרטיס לבצע פעולות מסובכות מבלי להזדקק למעבד. כרטיסים אלה מכונים מאיצי מסך. הכרטיסים מותקנים בחריצים מסוג: AGP שפותח במקור במיוחד עבור כרטיסי מסך, או בכרטיסים מסוג PCI או.PCI-Express אולם כרטיס מסך הוא רק חלק מהמערכת. המסכים עצמם עברו קפיצת דרך משמעותית. בכל המסכים האיכותיים יש הגנה בפני קרינה Radiation),(Low וגם נמנעת תופעת הריצוד Interlaced),(Non לפחות ברזולוציות נמוכות. כיום ישנו מעבר הדרגתי למסכי LCD (שטוחים) שתופסים פחות מקום. ציוד היקפי את המחשב האישי משלים ציוד היקפי (פריפריאלי) דוגמת מדפסת, מקלדת, עכבר ועוד. בפרק "מדפסות" נדון בשלושת הסוגים העיקריים: מדפסת סיכות, מדפסת לייזר ומדפסת הזרקת דיו. המדפסת היא התקן עיקרי בכל משרד. כל טכנאי צריך לדעת להגדיר מדפסות בתוכנות המשמשות את המשרד, וכמובן בתוכנות הרשת דוגמת.Windows 2000/2003 34 חומרה ותוכנה מהד' 4
מגוון המדפסות הקיימות כיום בשוק נרחב למדי. למדפסות יש חיבורים שונים: מקבילי, USB או חיבור ישיר לרשת. יש מדפסות שחור/לבן ומדפסות צבע, מדפסות לעומס עבודה ביתי ומדפסות שמתוכננות לעומס כבד, ועוד. קיימים גם שילובים נוחים לשימוש ביתי או עבור המשרד הקטן, דוגמת מדפסת צבעונית + סורק + מכונת צילום + פקס, ועוד. גם מקומם של המקלדת, העכבר לסוגיו השונים והסורק לא ייפקד, וניתן פירוט של סוגים שונים שנמצאים בשוק. מערכת ההפעלה החוליה החסרה בכל מה שפירטתי עוסקת במערכות ההפעלה System).(Operating מערכת ההפעלה המובילה כיום בשוק ה- PC היא.Windows XP יצאתי מנקודת הנחה שטכנאים ומשתמשים מכירים את המערכת באופן בסיסי, ולכן העדפתי להתמקד בנושאים העיקריים העוסקים בהתקנות, כלי תחזוקה, כלי ניהול ועוד. עם זאת, לא נפקד מקומה של,Vista המערכת החדשה שתצא לשוק בקרוב. בפרק Vista" "Microsoft תכיר את המערכת ותבחין בעובדה שידע מוצק ב- XP מאפשר לעבוד באותה מידת חופשיות ב- Vista. Internet עדכונים ושיפורים אין סופיים במערכות הפעלה, ברשתות תקשורת ובחומרה הם כנראה החלק המעניין, אך המתיש בעבודת הטכנאי, אשר צריך להתקין ולתחזק את המערכת. מקור מצוין לעדכונים נמצא ב- Internet. מכיוון שכל חברה המייצרת ומשווקת מוצרי מחשוב ומכבדת את עצמה הקימה אתר ברשת, ניתן לקבל מידע חדש ומעודכן, למשוך ולהוריד דרייברים מעודכנים (תוכנות המתאמות בין תוכנה לחומרה, לדוגמה: דרייבר לרשת, דרייברים לכרטיסי מסכים ומדפסות ועוד). כיום, ניתן לומר שכמעט כל הגולשים באינטרנט משתמשים בחיבורים מהירים. החיבור המהיר מאפשר לנו להיות מחוברים On-Line ולהוריד קבצים במהירות רבה. עם זאת עלה בצורה מדהימה היקף החדירה והפריצה למחשבים (Hacking) על ידי דואר זבל, תוכנות ריגול, וירוסים והתקפות אחרות. בפרק "אינטרנט" תמצא נהלי אבטחת מידע מומלצים. עם זאת, עקב העלייה התחכום בנושא, מצאתי לנכון להוציא ספר נפרד ומפורט בנושא זה, מדריך אבטחה (ראה בהמשך). סקירה כללית 35
ספרים נוספים "מדריך רשתות לטכנאי PC ולמנהלי רשת", מהד' 4 בכל משרד, מפעל ומוסד מותקנת כיום רשת תקשורת. עקב היקף החומר הדרוש בנושא זה לטכנאי המחשבים, מצאתי לנכון להקדיש את הספר השני לנושא זה. הספר יציג בפני הקורא, לצד לימוד העקרונות ופרוטוקולים, גם את כל נהלי ההגדרה השונים. הספר הינו ספר עבודה מומלץ לטכנאי ואינו מכוון ללימוד עיוני של תחום רשתות התקשורת, למרות שניתן להפיק מידע רב מהלימוד בו. הספר מקיף חומר רב, החל מתשתיות ועד מערכות ההפעלה הנפוצות. עולם התקשורת נרחב אף יותר מהתחום של המחשב האישי עצמו ומרכיביו. בספר ניתנת הדרכה לעבודה מקצועית עם ציוד תקשורת, אשר כולל לדוגמה גם נתבים ומתגים. בספר מפורטים ההתקנים הנפוצים של תשתיות החיווט, תווך התקשורת,(Media) וניתנים הסברים על המודלים והפרוטוקולים הנפוצים. מערכות הפעלה לרשת דוגמת Windows 2003 ו- Linux מקיפות את רוב השוק וכל טכנאי רשת חייב להיות מיומן בהפעלתן ובטיפול בתקלות שונות הקשורות בהן. לפיכך הוקדשו לכך פרקים מקיפים המפרטים את כל תפריטי הניהול והעבודה השוטפת במערכות אלו. "מדריך אבטחת מידע והגנה מפני האקרים" אבטחת המידע עברה קפיצת מדרגה עם המעבר מפעולות גיבוי נתונים למניעת אובדן בעת תקלת חומרה ותוכנה, אל מצב של התגוננות בפני איומים חיצוניים. אבטחת מידע הפכה מאלמנט נוסף ונספח בעבודת מנהל הרשת לדבר מהותי, שמרכז ידע ומשאבים. נושא זה נדון בפרק נפרד בספר הנוכחי, אך מצאתי לנכון להקדיש לכך ספר נפרד. בספר תמצא לצד פירוט מקצועי של מערכות Firewall כדוגמת ISA,Check Point של Microsoft ו- Pix של,Cisco גם לימוד הכרחי בנושא פריצות למחשבים (Hacking) ולימוד מקצועי נוסף שמכסה את כל נושא האבטחה. 36 חומרה ותוכנה מהד' 4
מילון מונחים ומושגים כדי להקל על הקורא צורף פרק זה בתחילת הספר. כך נוכל אני ואתה הקורא, מושגים ומונחים בעברית "עולם" כשאנו מתייחסים לאותו להבין זה את זה, ובאנגלית. חשמל מונח משמעות יחידות מידה A זרם אמפר I V מתח וולט U Ω התנגדות אוהם R W הספק ואט P SEC זמן שנייה T J אנרגיה ג'אול W KWH אנרגיה קילוואט שעה W נוסחאות בסיסיות U = I * R חוק אום, מציין את הקשר בין זרם, התנגדות ומתח. חוק ההספקים, מציין את הקשר בין מתח, זרם והספק. עליית המתח או הזרם מעלה את ההספק. זו הסיבה שכל העת מקטינים את מתח העבודה של המעבד. P = U * I נוסחת חישוב האנרגיה. מכיוון שהספק מחושב לזמן מסוים הרי שהכפלתו בזמן תראה את כמות האנרגיה שנצרכה. היחידה של אנרגיה היא ג'אול, אולם מכיוון שמדובר ביחידה קטנה מאוד משתמשים בקילוואט שעה. לשם כך המירו את הוואטים לקילוואט (חלקו באלף. לדוגמה 500 ואט הם (0.5kw והשתמשו ביחידות של שעה עבור הזמן. W = P * T מילון מונחים ומושגים 37
גדלים לדוגמה הספק הקטן ביותר הנמכר במארזי מחשבים, מסוגל לספק 250W, שזהו גם ההספק אותו צורך מסך המחשב. בעבודה שוטפת צורך דיסק ממוצע 0.5A. כאשר מעוניינים להתקין מספר רב של התקנים במחשב, מומלץ לרכוש מארז גדול יותר המצויד בספק בעל הספק גדול יותר. אלקטרוניקה המונח תדר זמן מחזור משמעות מספר מחזורים (או פולסים) בשנייה אחת. התדר נקרא F, והיחידה היא הרץ,Hz לדוגמה, התדר ברשת החשמל בארץ הוא.F = 50Hz משך הזמן של כל מחזור. ככל שהתדר גבוה יותר, זמן המחזור מתקצר. מכיוון שמדובר בזמן, אזי היחידה תהיה Sec (שנייה). היחס בין תדר לזמן מחזור מתבטא בנוסחה: T = 1 F עליית תדר העבודה מאלצת את הרכיבים לעבוד מהר יותר, ולכך, יש השלכות, לדוגמה: 1. המעבד מתחמם מהר יותר, מכיוון שעלייה בתדר המיתוג גורמת לחימום. 2. קווים המוליכים זרמים בתדרים גבוהים עלולים ליצור רעש אלקטרומגנטי ולהפריע להתקנים סמוכים, ואף להיות מושפעים זה מזה מעצם קרבתם. זו הסיבה שמשתמשים בהכפלת מהירות על הכרטיסים עצמם, לדוגמה,AGP X 8 כדי להכפיל את מהירות עבודה בלוח מול הכרטיס. 38 חומרה ותוכנה מהד' 4
מונחים באלקטרוניקה בספר יש מספר מושגים באנגלית הקשורים באלקטרוניקה וזה המקום להבהירם: נקרא בעברית מגשר. על הלוח נמצאים זוגות של פינים שמניחים מעליהם מגשר, אשר מקצר ביניהם, וכך מזוהה מצב מסוים. Jumper 3 2 1 לדוגמה, ניתן כאן לגשר מעל רגליים 1 ו- 2 או מעל 2 ו- 3..(Dip Switch מפסק שיכול להיות במצבים שונים (נקרא גם Switch בדוגמה זו אנו רואים שני מצבים שונים של אותו מפסק. בעזרת Jumper ו- Dip Switch הכרטיס. בעבר מתגו בין פסיקות ואופציות על תרשים: (15-Bit) Interrupt Level Jumper and DIP Switches מילון מונחים ומושגים 39
כיום רוב הכרטיסים נקראים,Jumperless כלומר ללא.Jumper הכרטיס מצויד ברכיב Flash השומר את ההגדרות אשר נקבעות בעזרת מערכת ההפעלה וה- BIOS. רכיב אלקטרוני המכיל מעגל משולב (בעגה מקצועית נקרא "ג'וק"). רכיבי הזיכרון, הבקרה, ואחרים נכללים כולם בהגדרה זו. אוסף הבקרים שעל לוח האם רוכז ב- 1-2 רכיבים גדולים שנקראים.Chipset לרכיבים אלה יש השפעה על איכות ומהירות הלוח, והם מוזכרים בהרחבה בספר. זוהי תושבת שאליה מוכנס הרכיב. לעיתים הרכיב מולחם ישירות לכרטיס. כדי לחסוך את מחיר ה- Socket ברכיבים מסוג,SMT נוהגים להלחימם ישירות, הן משום שהם מרובי רגליים, והן בשל ההלחמה המיוחדת הנדרשת (זוהי מעין הדבקה בחום). לוח. אנו משתמשים בעיקר במונח Mother Board לציין את לוח האם. Chip Socket Board גדלים (1000) K קילו * 10 3 1 M מגה * 10 6 1 G ג'יגה * 10 9 1 T טרה * 10 12 1 (0.001) m מילי * 10-3 1 η מיקרו * 10-6 1 n ננו * 10-9 1 ρ פיקו * 10-12 1 40 חומרה ותוכנה מהד' 4
אלקטרוניקה ספרתית בתחום זה של האלקטרוניקה מתייחסים לשתי רמות מתח בלבד. בדרך כלל 0v, או 5v, המייצגים "0" ו-" 1 " בהתאמה. בסיס הספירה הוא 2, בינארי, והספרות היחידות הן 1 ו- 0. היחידה הקטנה ביותר במחשב נקראת סיבית.(bit) היא יכולה להיות בשני מצבים בלבד, 1 או 0. בדרך כלל מעבירים ומאחסנים מידע ביחידה הנקראת בית.(Byte) 1Byte = 8bit כיום קיימים התקנים התומכים במעבר של 32 סיביות ואף 64 סיביות, בו-זמנית. מכיוון שבסיס המספרים הוא בינארי, מושגים מוכרים מקבלים משמעות שונה. לדוגמה, "קילו" לא שקול כאן ל- 1000, אלא ל: 1K = 2 10 = 1024 1M = 2 20 = 1048576 1G = 2 30 = 1.0737418.10 9 1T = 2 40 = 1099511627776 = KB - Kilo Byte = MB - Mega Byte = GB - Giga Byte = TB - Tera Byte מילון מונחים ומושגים 41
1 רכיבים וטכנולוגיות בפרק זה מוצגים מושגים ורכיבים שיוזכרו בהמשך הספר. בתחילה נסקור את הרכיבים האלקטרוניים המאפשרים את התקשורת הטורית במחשב. לאחר מכן נכיר את ההבדלים בין TTL ל- CMOS, שהן טכנולוגיות לייצור טרנזיסטורים, וכן מושגים מוכרים מתחום האלקטרוניקה, דוגמת חוצצים.(Buffers) תקשורת טורית ומקבילית המחשב האישי מתקשר להתקנים חיצוניים בשתי דרכים: תקשורת טורית ותקשורת מקבילית. בתקשורת טורית המידע עובר סיבית (bit) אחר סיבית, בעוד שבתקשורת מקבילית המידע זורם בית (Byte) אחר בית (כאשר קיימים מקרים בהם מדובר בהעברת מספר בתים בכל פולס), שמונה סיביות ויותר במקביל. ברור שכאשר פועלים באותו תדר, התקשורת המקבילית מהירה בהרבה, אולם לאופן זה של תקשורת יש חסרונות רבים: כבלים קצרים יחסית. עקב בעיית השראה (Crosstalk) לא ניתן להשתמש בכבלים ארוכים. כבל סטנדרטי יכול להגיע לאורך של 8 מטרים, ואילו כבל מסוכך ומשופר יכול להגיע לטווח של 15 מטר. כבל עבה מאוד ולא גמיש. מכיוון שיש צורך בגידים רבים בכבל (גיד אחד לכל סיבית) בנוסף לגידים המוקדשים להעברת זרם ולבקרה, הכבל עבה ולא גמיש. כאשר המהירות מהווה את הפרמטר החשוב ביותר, נעדיף במידת האפשר את החיבור המקבילי. לשם כך ניעזר ביציאות LPT של המחשב. כיום, במחשב PC סטנדרטי קיימת יציאת LPT אחת (ניתן להוסיף), דרכה ניתן להתקשר עם המחשב. פרק 1: רכיבים וטכנולוגיות 43
יש מארזים קטנים המיועדים לאחסון דיסק קשיח, אשר מתחברים ליציאה המקבילית של המחשב. כך ניתן להעביר נתונים במהירות אל הדיסק המותקן במחשב. כאשר הפרמטרים החשובים הם גמישות, כבל דק ככל האפשר, או מתיחת כבל למרחק ארוך, נזדקק לתקשורת הטורית. מחשב PC סטנדרטי מגיע עם יציאה טורית אחת או שתיים, הנקראות,COM שניתן להתקשר דרכן עם המחשב בצורה טורית. רשימת ההתקנים המתקשרים למחשב בצורה טורית די ארוכה וכוללת את הסורק הידני, עכבר, מודם ועוד. גם חיבור לעמדות מרוחקות, כגון מכונות ממוחשבות ושעוני נוכחות, נעשה בדרך כלל בתקשורת טורית (אם כי כיום כבר קיימות אפשרויות של חיבור לרשת תקשורת). אלמנט טורי שהצטרף הוא,USB המאפשר לחבר התקנים רבים תוך עקיפת בעיית התנגשות יציאות.COM יתרון נוסף ב- USB הוא ההימנעות מהצורך לפתוח את המחשב כדי להוסיף בקרים. בסופו של דבר, התקשורת הטורית הופכת לדומיננטית יותר. נכון שהמידע זורם סיבית אחר סיבית, אולם היכולת להאיץ את ההתקשרות, ובמקביל הגמישות והמרחק, גורמים ליצרנים לעבור לתקשורת טורית. מכיוון שכך, כיום רוב המדפסות הן מסוג,USB דיסקים קשיחים נמכרים בפורמט טורי,S-ATA וכל הציוד ההיקפי, כגון: סורקים, מצלמות, מחשבי כף-יד נמכרים עם מתאם ל- USB, שהוא כמובן טורי. שערים לוגיים תכונות כל טכנאי יודע שהרכיבים השחורים (ג'וקים) שעל הלוח מבצעים פעולות לוגיות. פעולות אלו מבוצעות בעזרת טרנזיסטורים. הטרנזיסטור יכול להימצא באחד משני המצבים הבאים בלבד: "0" או "1". המעבר ממצב אחד לשני, מהיר ככל שיהיה, נמשך זמן. ככל שטכנולוגיית המוליכים למחצה משתפרת, הולך ומתקצר זמן ההשהיה במעבר ממצב למצב. לצד היתרון של המהירות ישנה בעיית חימום. מעבדי פנטיום מכילים מיליוני טרנזיסטורים העוברים ממצב למצב ומייצרים חום רב שעלול להזיק למעבד. תרשים 1.1: מעבד 44 חומרה ותוכנה מהד' 4
עליית תדר המיתוג משפיעה אף היא, ומעלה את החום של המעבד. לכן, כבר במעבד 486DX2 שפעל במהירות פנימית 66MHz נאלצו להוסיף מאוורר קטן המפזר את החום. תקלה במאוורר תגרום למחשב "להיתקע" באמצע העבודה, ואף עלולה לגרום לנזק במעבד. כדי להקטין את ייצור החום (ההספק הטרמי), עברה Intel לשימוש במתח עבודה נמוך יותר למעבד, מתח 3.3V במקום 5V בתחילה, ובהמשך ירד המתח אף ל- 2.7V. לוחות אם רבים הגיעו מוכנים לעבודה עם מעבדים מסוגים שונים שפועלים במתחים שונים וחובה היה על הטכנאי לגשר (jumper) את לוח האם בהתאם, כדי למנוע נזק למעבד. מכיוון שכבר ציינו שהרכיבים בנויים מטרנזיסטורים, נוסיף שהשימוש העיקרי הוא בשתי טכנולוגיות של טרנזיסטורים: TTL (טרנזיסטור ביפולארי) ו- FET. הראשון מהיר יותר, אולם מתחמם ומוגבל לעבודה ב- 5V. לעומתו, (CMOS) FET פועל בזרם נמוך יותר ולכן מתחמם פחות. הוא גם קטן יותר ויכול לפעול בתחום מתחים רחב יותר. חסרונותיו העיקריים הם מהירות נמוכה יותר ורגישות יתר. רגישות היתר גרמה לכך שבלוחות של מעבדים ישנים חובה היה להימנע מלגעת במעבד ביד. החשמל הסטטי מהיד עלול היה להזיק למעבד. כיום הלוחות עמידים יותר והרגישות פחתה. כיום יש להקפיד על כך שבמחשב יהיה מאוורר מתאים. פרט למאוורר של הספק, יש מאווררים על המעבד, על ה- Chipset המהיר בין השניים שקיימים בכל לוח, בכרטיס המסך. רבים מוסיפים בשרתים כרטיס שעליו מורכב מאוורר. הבחירה ב- CMOS גררה גם הגבלת מהירות למעבד ולכן מהנדסי Intel עברו לטכנולוגיה הממזגת בין שתי השיטות. כך נפרץ מחסום 66MHz שיצר את השימוש ברכיבי.CMOS חוצצים Buffers חוצצים הם רכיבים או התקנים הנמצאים בין שני רכיבים או התקנים אחרים, לשם תיאום בעיקר של מהירויות עיבוד. לדוגמה, בין המעבד לבין הרכיבים השונים מפרידים חוצצים, שתפקידם לשלוט על אופן העברת הנתונים ביניהם, או לאחסן זמנית מידע. לדוגמה, כאשר שולחים קובץ להדפסה, והקובץ גדול ממה שהמדפסת יכולה לאגור בזיכרון הפנימי שלה, המחשב ממתין עד שהמדפסת תתפנה. בזמן זה לא ניתן לבצע פעולה נוספת. פרק 1: רכיבים וטכנולוגיות 45
אם נתקין רכיבי זיכרון בין המחשב למדפסת, הקובץ ייאגר כולו ברכיבי זיכרון אלה ומכאן יישלח להדפסה והמחשב ישתחרר לעבודה חדשה. יחידת הזיכרון חוצצת בין המחשב לבין המדפסת ונקראת.Spooler קיימים גם התקנים המתפקדים כחוצצים. חלקם מכילים רכיבי זיכרון המשמשים כחוצץ זמני בין חלקי ציוד, או התקנים שונים. בסיסי ספירה למרות שחומרת המחשב פועלת בבסיס בינארי, יש מתח "1" או אין מתח "0", הרי שהתוכנית וניהול הזיכרון משתמשים בשני בסיסים אחרים: בסיס עשרוני ובסיס הקסדצימלי. בבסיס בינארי משתמשים בספרות 0 ו- 1 בלבד, מכיוון שניתן לייצג רק שתי רמות: "1" יש מתח, "0" אין מתח. מכיוון שייצוג מספר גבוה בבסיס בינארי ייאלץ להשתמש בספרות רבות, משתמשים בבסיס עשרוני או הקסדצימלי. ישנן שיטות המרה פשוטות בין בסיסים, אחת מהן תודגם כאן. בסיס עשרוני זהו הבסיס המוכר לנו, שבו ערכי ספרה בודדת נעים בין 0 ל- 9. בתקשורת, לפי פרוטוקול TCP/IP לדוגמה (המשמש אותנו באינטרנט), משתמשים במספור לפי בסיס עשרוני, למרות שהמספרים מיוצגים בבינארי. הדוגמה הבאה תמחיש את הכוונה. (1 1 1 1 1 1 1 1) 2 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 128 64 32 16 8 4 2 1 כל ספרה בינארית מייצגת מספר עשרוני באופן כזה, שלפי מיקומה היא מוכפלת בחזקת 2 המתאימה. מכיוון שהבסיס הוא 2, אזי כדי להעביר מבסיס בינארי יש לכפול כל מספר, החל מצד ימין בחזקה 2 לפי סדר עולה. (1 0 1) 2 = 1 להיעזר תוכל בסכימה שלהלן. בכל מקום בו צוין 1x2 2 + 0x2 1 + 1x2 0 = 4+0+1 = (5) 10 כדי להקל עליך את החישוב, קח את הערך העשרוני שלו. 46 חומרה ותוכנה מהד' 4
יש להתחיל את החישוב מימין, לדוגמה: (1 0 1 0) 2 8 2 8+2=(10) 10 ולכן כתובת IP הבאה 00001111. 00000101. 00000011. 00001000 היא 15. 5. 3. 8 0 0 0 0 1 1 1 1 8+4+2+1 = 15 כיצד חישבתי זאת? 0 0 0 0 0 1 0 1 4 + 1 = 5 רק כאשר משתמשים ב- 8 סיביות ניתן להשתמש בטווח הערכים מ- 0 עד 255. טיפ! למי שמתכוון להיבחן במבחן TCP/IP בקורס MCSE או בקורס CCNA סיסקו, מומלץ לשנן את סכימת ההמרה בין שני הבסיסים בעל פה. של.SCSI בקר SCSI תומך משלו שנע בין 0 ל- 7. דוגמה לשימוש בבסיס בינארי ועשרוני תראה בהתקני בשמונה התקנים, כאשר לכל התקן מוצמד מספר ID כדי להגדיר כל התקן עליך לג'מפר אותו באופן בינארי. A 2 A 1 A 0 ID 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 2 0 1 1 3 1 0 0 4 1 0 1 5 1 1 0 6 1 1 1 7 פרק 1: רכיבים וטכנולוגיות 47
מדוע לדוגמה = 5 (1 1)? 0 היזכר בדוגמה הקודמת. על סמך אותו היגיון = 6 110. 1 1 0 2 2 +2 1 + 0 = 4+2 = 6 ולכן, אם ברצונך להגדיר את הצורב במספר,ID=1 עליך למתג אותו לפי הטבלה. A 0 A 2 A 1 הרכבת המגשר*,(jumper) יצרה כאן את הערך 1 * מגשר הוא רכיב המיועד לגשר בין שתי נקודות במעגל אלקטרוני. הוא מאפשר לסגור מעגל או להשאיר אותו פתוח בהתאם למצב הגישור. בסיס הקסדצימלי בבסיס הקסדצימלי, בסיס הספירה הוא 16. משמעות הדבר שתחום הספרות נע בין 0 ל- 15. תחום המספרים הוא תמיד (1 בסיס הספירה). מכיוון ש- 15 מורכב משתי ספרות, אזי כל המספרים החל מ- 10 מיוצגים על ידי אותיות. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A B C D E F כתובות בזיכרון מיוצגות בבסיס הקסדצימלי, המערבות ספרות ואותיות. לכן אין זה מפתיע לראות כתובות 48 חומרה ותוכנה מהד' 4
כתרגול, הפעל את Windows XP ובחר לוח בקרה Panel) (Control מערכת (System) חומרה (Hardware) מנהלי התקנים Manager) (Device ודרך תצוגה בחר במשאבים לפי חיבור. כעת בחר ב- I/O (קלט/פלט). מכאן תראה את הכתובות התפוסות עבור ההתקנים שהותקנו במחשב. בדוק מה הכתובת שהוקצתה לבקר הראשי של הדיסק הקשיח. כפי שתראה, הכתובת היא.1F0-1F7 הכתובת היא בבסיס הקסדצימלי, מכיוון שבכתובת מצוינים מספרים ואותיות. שימוש בבסיס הקסדצימלי מאפשר להגיע לתחום גדול יותר של מספרים. בבסיס עשרוני תחום הספרות נע בין 0 ל- 9 ולכן שימוש בשתי ספרות ייתן מספר בין 0 ל- 99. בבסיס הקסדצימלי כל ספרה נעה בין 0 ל- 15 ולכן שימוש בשתי ספרות יתן מספר בין 0 ל- 255 (כיצד 255? פשוט מאוד 256 = 16x16, אבל במחשבים סופרים מ- 0 ולכן = 0 00.(FF= 255 פרק 1: רכיבים וטכנולוגיות 49
2 הזיכרון קיימים סוגים רבים של רכיבי זיכרון, ויחד עם ההגדרות הנדרשות במערכות הפעלה ישנות כ- DOS, קורה שהמשתמשים מתבלבלים. פרק זה ינסה לעזור לך בהכרת המושגים, התכונות ונהלי הגדרה. עם זאת, מכיוון שמדובר בראשית הספר, ייתכן שחלק מהדברים לא יהיו נהירים לך מייד ורק בהמשך הכל יובן. טיפ! מומלץ לצפות בסרט פירוק והרכבת זיכרון שבתקליטור המצורף. לא פעם אני שואל אנשים: "כמה זיכרון מותקן לכם במחשב?" והתשובה היא:."80GB" המשתמש החליף בטעות בין זיכרון המחשב לבין נפח הדיסק. זיכרון המחשב נמדד ב- MB (מגה-בית) וכיום רוכשים מחשבים ב- 512MB,256MB ו-.1GB בשרתים, שהם מחשבים האמורים לטפל במשתמשים רבים בו-זמנית, מקובל כיום לרכוש זיכרון בנפח של 2GB עד.16GB למה משמש זיכרון המחשב? כאשר המחשב מופעל, מוטענת לזיכרון חלק ממערכת ההפעלה הנמצאת בדיסק הקשיח. זיכרון המחשב מהיר בהרבה מהדיסק הקשיח, ולכן לאחר שמערכת ההפעלה נטענה לזיכרון, היא מעבירה אליו חלקים רבים ככל האפשר כדי לשפר את הביצועים. כל תוכנה שאתה מפעיל, כגון משחקים, עיבוד תמלילים וכדומה, מוטענת לזיכרון. ככל שתפעיל יותר תוכנות במקביל, יידרש יותר זיכרון. כיום התוכנות נעשות מורכבות וגדולות יותר, והדבר מחייב לעיתים הגדלת זיכרון. 50 חומרה ותוכנה מהד' 4
מכיוון שכרטיסי המסך משתמשים כיום ביותר זיכרון מאי פעם, הם מגיעים מצוידים בזיכרון על הכרטיס. בכרטיסים החדשים מותקן כיום לפחות 128MB זיכרון המשמש לתצוגה בלבד. אם הזיכרון הנדרש להפעלת התוכנות גדול מכמות הזיכרון במחשב, מבצעת מערכת ההפעלה טריק: היא מקצה חלק מנפח הדיסק לשימוש מיוחד, כאילו מדובר בזיכרון הרגיל של המחשב. זיכרון זה נקרא זיכרון וירטואלי. ה'מחיר' שהמשתמש משלם מתבטא במהירות, מכיוון שהדיסק הקשיח איטי יותר מהזיכרון הרגיל. עולם סוגי הזיכרונות מחולק באופן עקרוני לזיכרון שניתן לכתוב עליו שוב ושוב, בלי להזדקק לציוד מיוחד,(RAM) וזיכרון שהמידע בו צרוב ולא ניתן לשינוי.(ROM) בעבודה השוטפת ברור שצריך זיכרון מסוג,RAM כי אנו טוענים כל פעם תוכנות שונות וגם כותבים מידע חדש (כל מה שאתה כותב נמצא בזיכרון.RAM במקרה של כיבוי החשמל המידע נמחק, ולכן שומרים את המידע בדיסק הקשיח, שם המידע לא יימחק כתוצאה מהכיבוי). לעומת זאת, התוכנה שאחראית על אתחול המחשב חייבת להישמר, גם אם אינך כותב לתוכה בעבודה השוטפת. לכן היא שמורה ברכיב מסוג.ROM להלן מידע נוסף על סוגי הזיכרון השונים. RAM מול ROM במחשב האישי נמצאים גם רכיבי ROM וגם רכיבי.RAM יתרה מזאת, יש מספר סוגי ROM ו- RAM ולכל אחד מהם תפקיד מוגדר משלו, אולם תחילה עלינו לנסות ולאבחן את שני הסוגים ולהכיר את ההבדלים ביניהם. Read Only Memory ROM זהו רכיב שהכתיבה לתוכו דורשת ציוד חיצוני מיוחד (צורב). הקריאה ממנו ישירה, ולכן הוא נקרא זיכרון לקריאה בלבד. כפי שנראה בהמשך, יש היום סוגי ROM המאפשרים כתיבה לתוכם ללא צורך בציוד חיצוני, וכך הם סותרים את שמם. חיסרון משמעותי של רכיבי ROM הוא במהירות הגישה Time).(Access זמני התגובה של רכיבי ROM הם בסדר גודל של מילישניות,(ms) וזה נחשב איטי. היתרון הגדול של רכיב ROM הוא בעובדה ששמירת המידע אינה תלויה באספקת מתח. במילים אחרות הפסקת חשמל לא תגרום למחיקת המידע שבתוכו. פרק 2: הזיכרון 51
Random Access Memory RAM הזנת נתונים רגילה למחשב פונה אל זיכרון,RAM ללא צורך בציוד מיוחד. כלומר, ניתן לקרוא ממנו או לכתוב אליו ללא ציוד מיוחד. רכיב RAM מהיר בהשוואה ל- ROM. זמני התגובה בו נמדדים בננו-שניות,(ns) וזה הרבה יותר מתאים לעבודה מול המעבד. הבעיה ברכיבי RAM היא בתלותם במתח. כל הפסקה, ואפילו רגעית, של אספקת החשמל למחשב, גורמת למחיקת כל המידע שהיה אגור בהם. סוגי ROM רכיבי זיכרון הם למעשה טבלה גדולה, ממופה לפי כתובות שבכל אחת מהן רשומים הנתונים. בכל כתובת (Address) יש נתונים.(Data) הנתונים בתוך הרכיב מוצגים בצורה בינארית כמובן "1" או "0". ב- ROM בסיסי משתמשים בטרנזיסטור כרכיב מיתוג. בכל מקום בו רצה המתכנת של הרכיב להכניס "1", שיבצו טרנזיסטור. זהו כמובן תהליך איטי, מורכב ויקר. תרשים 2.1: מבנה ROM רכיב מתקדם יותר הינו.(Programmable Read Only Memory) PROM ברכיב זה יש טרנזיסטורים בכל הכתובות, אולם בבסיס של כל טרנזיסטור מותקן מעין נתיך 52 חומרה ותוכנה מהד' 4
.(fuse) מכשיר הנקרא צורב 'שורף' את הנתיכים של הטרנזיסטורים המיותרים. ברור שהתהליך הוא בלתי הפיך. היתרון בשימוש ב- PROM הוא במחירם הזול. הרכיב הנפוץ ביותר בסדרה הוא.(Erasable PROM) EPROM היתרון הגדול של EPROM על פני PROM הוא בכך שניתן לכתוב לתוכו (בעזרת התקן מיוחד, כמובן), פעמים רבות. אפשרות זו קיימת מכיוון שרכיב EPROM מורכב מקבלים שניתן לטעון ולפרוק מספר רב של פעמים. כדי לאפשר כתיבה חוזרת על,EPROM יש לחשוף אותו לקרן אולטרה-סגולה שתמחק את כל המידע הקודם. כדי שהקרן תוכל לחדור לעבר הקבלים עצמם, ישנו פתח ברכיב אשר מכוסה בזכוכית. גם אור שמש או מנורות מסוגים שונים עלולים לגרום למחיקת המידע ב- EPROM, ולכן יש לכסות את הזכוכית במדבקה לא שקופה. הפיתוח הנוסף בתחום ROM הוא רכיבי,(Electrically EPROM) EEPROM המוכרים גם בשם E. 2 PROM הכתיבה לרכיבים אלה היא ללא שימוש בצורב. לכאורה, זהו תחליף טוב ל- RAM משום ש- EEPROM לא נמחק בהפסקת המתח, אולם הוא איטי ולכן אינו מקובל. הפיתוח המתקדם יותר רכיבי,Flash הציגו רכיבי EEPROM מהירים וטובים יותר. אמנם הם אינם מתאימים כתחליף ל- RAM, אך בהמשך נראה היכן הם משתלבים במחשב האישי. שימושים ברכיבי EPROM כפי שכבר ציינתי, מכל הסוגים הללו, הרכיב השכיח ביותר במחשב האישי הוא.EPROM כאשר אנו עובדים במצב DOS ומעוניינים להציג אותיות בעברית, נוכל לעשות זאת, מכיוון שברכיב EPROM שבכרטיס המסך צרובים הקודים של העברית. מי שיקנה פרק 2: הזיכרון 53
כרטיס מסך בחו"ל, לא יוכל לעבוד במצב טקסט (ללא מערכת הפעלה דוגמת (Windows ולהציג עברית על המסך, כי EPROM שבמחשב לא יתמוך בכך. על כן, צריך לרכוש רכיב כזה בארץ, או לטעון לזיכרון קבצים מתאימים שיאפשרו הצגת עברית על המסך. ב- Windows עברו ממצב Text למצב גרפי, ולכן הכרטיס אחראי לסימון נקודות ולא אותיות (כל אות או סימן גרפי כלשהו מורכבים ממטריצה של נקודות), ואין יותר משמעות לשפה מבחינת כרטיס המסך. יש דוגמאות רבות לשימוש ב- EPROM וחלקן יוזכרו בהמשך, כגון BOOT ROM בכרטיס רשת, צריבת עברית במדפסות לשימוש DOS ועוד. אולם הדוגמה החשובה ביותר היא.(Basic Input Output System) BIOS מהו?BIOS תרשים :2.2 BIOS של AWARD נניח שרוצים לפנות לכונן הדיסקטים או לדיסק הקשיח. מי אחראי על הפנייה להתקנים אלה? מי מבקר את הפעולה? איזה רכיב אחראי לניהול הקשר עם בקרי התקשורת הטורית והמקבילית במחשב? על ניהול בקר המקלדת? בקיצור, מי הוא בעל הבית? ובכן, התשובה היא לא מה שציפית, לא מדובר במעבד, כי אם ב-.BIOS כטכנאים אנו מתייחסים ל- BIOS כאל רכיב בעל אוסף תוכניות הדרוש לפעולת המחשב. התוכנה שברכיב BIOS אחראית לכל מה שצוין לעיל, ועל דברים נוספים, כגון בדיקת רכיבי המחשב בעת ההפעלה, פנייה לכרטיס המסך ועוד. כל התוכניות הללו צרובות ברכיב EPROM כדי שלא יימחקו. ניתן לומר כי לתוכנה שברכיב BIOS יש שלושה תפקידים: 1. בעת ההפעלה, התוכנה בוחנת את תצורת החומרה שבמחשב. 2. היא מפעילה סדרת בדיקות, כדי להבטיח שהכל פועל כשורה. הבדיקות תכלולנה את שבבי זיכרון המקלדת, כוננים, דיסק מסך ועוד. 54 חומרה ותוכנה מהד' 4
ביצוע שני תפקידים אלה נקרא תהליך.(Power On Self Test) POST במידה והתוכנה ב- BIOS תזהה בעיה, היא תדווח על כך בהודעת שגיאה. אם הכל כשורה, תהליך האתחול יתבצע כשורה. התפקיד השלישי עוסק באספקת שירותים במהלך העבודה; התוכנה מתווכת 3. בין מערכת ההפעלה לבין החומרה. לדוגמה, כשאנו רוצים לצפות ברשימת הקבצים שבכונן דיסקטים, אין זה מעניינה של מערכת ההפעלה לדעת את סוג הכונן או הדיסק ומהו סוג המסך. אנו מקישים את הפקודה, והתוכנה ברכיב BIOS מפעילה את החומרה כנדרש. הוא לא העניק במקור לדוגמה, BIOS לא מטפל בכל סוגי הנתונים והחומרה. שירותים לדיסק מסוג SCSI ול- CD-ROM. כמו כן, תוכנות גרפיות רבות מעדיפות BIOS בדרכן לכרטיס המסך ומבצעות את העיבוד הנדרש בעצמן, גם לעקוף את בשל המהירות הנמוכה בה מאופיינים רכיבי ROM (עם זאת, כבר מימי המעבדים מסוג 286, כל ה- BIOS הציעו אפשרות להעתקת ה- ROM אל ה- RAM לאחר האתחול, ולכן העותק נקרא צל או.(Shadow זכות הראשונים על BIOS שמורה ל- IBM שפיתחה אותו ב- 1979, והותקן לראשונה Compaq.PC מכיוון ש- IBM שמרה את זכויותיה, פנו שאר החברות כמו במחשבי לייצר BIOS משלהן. חברת Phoenix יצרה את ה- BIOS הראשון ל- PX-XT בשנת 1984,.BIOS בערך באותה תקופה החלה Ami הצטרפה לשוק יצרני ובהמשך גם חברת Phoenix ו- Ami הפיתוח של כך, לצמוח תעשיית המחשבים האישיים בטיוואן. והפעילות במזרח הרחוק החלו את גל תואמי.IBM חידושים ב- BIOS Plug and Play PCI) השיפורים והחידושים בסוגי BUS מחייבים שיפורים של ה- BIOS. חדשים ו- ATP ) וכרטיסי פרק 2: הזיכרון 55
גישת Plug and Play שבה משתמש מתקין כרטיס בלוח המחשב מבלי להזדקק להגדרת פסיקות וכתובות, מחייבת BIOS פעיל יותר. ההגדרות נעשות כעת בצורה שקופה למשתמש, תוך כדי שיתוף פעולה בין מערכת ההפעלה לבין.BIOS העובדה שערוץ PCI שיצוין בהמשך הפך לתקני, איפשרה את תחילת התהליך של Plug and Play במחשבי.PC הצירוף של ערוץ BIOS,PCI פעיל ומערכת הפעלה מתקדמת, יהפוך את ההתקנות לפשוטות, מתקדמות ותואמות יותר. גם כניסת תקן,PCMCIA שאף הוא יצוין בהמשך, דורשת התערבות והכרה מצד.BIOS כרטיסים דקים אלה (בגודל של כרטיס כספומט) שמשמשים ככרטיסי זיכרון, תקשורת מקומית,(LAN) מודם/פקס ודיסקים קשיחים הפכו נפוצים רק לאחר התקדמות של מערכת ההפעלה, כניסת תקן PCI המתוחכם והמהיר, והוספת מימד הגמישות ב- BIOS. במסגרת המגמה להשאיר את המחשב פועל כמעט ללא הפסקה, ועם זאת לחסוך ולמנוע בזבוז אנרגיה, דרושות תכונות נוספות ל- BIOS. BIOS תומך כיום באופציות המאפשרות לרכיב כמו דיסק, למשל, להפסיק להסתובב כעבור זמן מה אם לא בוצעה פנייה אליו. ברגע שמגיעה פנייה, ה- BIOS מורה לדיסק לחזור לפעילות מלאה. התוספות הבלתי פוסקות לתפקודי ה- BIOS עוררו מספר בעיות: 1. גודל השבב מעכב אפשרויות של תוספות, כי אין בו מקום. 2. לא ניתן לעדכן BIOS בצורה פשוטה, כי הכתיבה אליו דורשת ציוד מיוחד. 3. כעיקרון, רכיבי ROM איטיים מ- RAM, ולכן BIOS מותקן ברכיב זיכרון אשר איטי באופן יחסי למהירות העבודה של המחשב. כדי להתמודד עם בעיית הגודל, פיתחו המתכנתים פטנט מעניין. כזכור, בזמן הפעלת המחשב מבצע BIOS את תהליך.Post לאחר האתחול אין צורך עוד בתוכנית זו, ולכן התוכנית נמצאת ב- EPROM כשהיא דחוסה. בזמן ההפעלה היא נפרשת לתוך זיכרון RAM ומבצעת משם את מלאכתה. בתום התהליך, רוב התוכנית נמחקת מה- RAM. כך נחסך מקום ברכיב.ROM באופן דומה התמודדו עם בעיית מהירות הגישה הנמוכה של רכיבי.ROM הפתרון שניתן לבעיה זו הוא Shadow memory (זיכרון צללים) שיוזכר בהמשך, המאפשר העתקה של תוכניות BIOS לזיכרון.RAM ROM נחשב רכיב איטי, לא רק בשל העובדה שזמן הגישה שלו נמוך, אלא מכיוון שרוחב המילה שלו היא 16 סיביות. זהו חיסרון משמעותי בעידן 32 ו- 64 סיביות, לכן תוכניות רבות עוקפות את ה- BIOS ופונות למסך בצורה ישירה. גם Windows מאפשרת נוהל עבודה כזה עם הדיסק הקשיח כאשר מגדירים 32 סיביות בגישה לדיסק. במערכות Windows XP התהליך מבוצע באופן אוטומטי. 56 חומרה ותוכנה מהד' 4
עדכונים. כדי להתמודד עם בעיית העדכונים, עברו מרכיבי EPROM לרכיבי.Flash ניתן לעדכן רכיב זה מבלי שנצטרך להוציאו מהמחשב. טכנאי יכול כיום להוריד בקלות מאתר החברה של לוח האם גירסה מעודכנת של BIOS ולהתקינה במקום ה- BIOS הישן. חלק מלוחות האם דורשים גישור לשם כך (מגשרים או ג'מפרים) ואז Flash-BIOS נמחק. לבסוף טוענים את Flash-BIOS בגירסה המעודכנת. ניתן להוריד עדכונים מאתרי החברות באינטרנט. בהמשך מצוינים דרכי העדכון ופירוט תפריטי ה-.BIOS SETUP קיימות מספר אפשרויות, אשר שונות בין לוח אחד למשנהו ובין יצרני BIOS השונים. בחלק מסוגי ה- BIOS ניתן לבצע את העדכון בעזרת מודם. כדי ש- BIOS יוכל לבצע את תפקידו, יש להגדיר עבורו נתונים חשובים פעולות.Setup עליו לדעת איזה כוננים מותקנים, מבנה הדיסק הקשיח והגדרות נוספות שיוזכרו בהמשך. תהליך Setup ידון בהרחבה, אך לפני כן, עלינו להכיר רכיבי זיכרון נוספים. סוגי RAM יש שני סוגים עיקריים של,RAM שמצטרפים אליהם בהדרגה סוגים נוספים: DRAM Dynamic RAM SRAM Static RAM מספר תכונות מבדילות בין שני סוגי הזיכרון הללו. DRAM איטי ביחס ל- SRAM. מהירות הגישה אליו כיום.60-70ns הוא זול ביחס ל- SRAM וקטן מאוד בהשוואה אליו, אולם דורש רענון (Refresh) מדי מספר מילי שניות (לכן הוא "דינמי"). הסיבה לכך היא, שהקבלים הזעירים זולגים ומאבדים את מטענם. בסעיף Over-Clocking" ומערכות קירור" בפרק "המעבד המרכזי", מוצג פירוט על הנושא, מכיוון שביצוע התהליך דורש הגדרות לשם שיפור ביצועי הזיכרון. אציג כאן את הנושא בקצרה. הקטנת ה- DRAM נעשית על ידי בנייתו כטבלה מרובעת ולא כטבלת רשימה. לדוגמה, כאשר אתה צופה בכתובות הזיכרון אתה רואה טבלה ובה כל שורה מייצגת כתובת. ב- DRAM הכתובת אינה מגיעה במנה אחת, אלא בשני חלקים שווים. החלק הראשון משמש לאיתור השורה (RAS) והחלק השני משמש לאיתור עמודה.(CAS) כך משתמשים בחצי מכמות הרגליים עבור הכתובות. המחיר של המזעור מתבטא בזליגה, ועל המערכת לרענן באופן חשמלי את הרכיב כדי לפצות על אובדן המתח של השורות והעמודות, וכדי לתזמן את העבודה מולם. התזמון נעשה דרך תפריטי ה- BIOS כפי שתראה בהמשך. פרק 2: הזיכרון 57
רכיבי SRAM לעומת זאת מהירים מאוד, אבל הוא גדול ויקר בהשוואה ל- DRAM, ואינם דורשים רענון. כלומר, כל זמן שמסופק להם מתח, המידע נשמר ולכן מנגנון הטיפול בו פשוט יותר. זכור שב- DRAM גם כשמסופק מתח, עדיין חייב להתבצע הליך אוטומטי של רענון לזיכרונות. זיכרון המחשב מורכב מרכיבי.DRAM כאשר אנו קונים מחשב עם,256MB,128MB או 512MB זיכרון, הכוונה לזיכרון.DRAM שיקולי הגודל והמחיר הכריעו בעד ה- DRAM, וכפו עלינו שימוש ברכיב איטי ודי בעייתי. SRAM לעומת זאת אינו מחליף את,DRAM אלא מסייע לשפר את בעיית המהירות שה- DRAM כופה על המעבד, והוא מוכנס לתושבת המעבד כדי לתפקד כמטמון (cache) פנימי. שיפורים לטכנולוגיות הללו מגיעים כל העת לשוק, לדוגמה:,SDRAM,RDRAM,DDR VRAM ועוד. Video-RAM VRAM רכיבי זיכרון אלה מהירים ויתרונם העיקרי מתבטא בכך שניתן בו-זמנית לכתוב לתוכם ולעדכנם בפרטים חדשים וגם לקרוא מהם למסך. הם מחליפים בהדרגה את רכיבי DRAM בכרטיס המסך. מכיוון שהרכיב מכיל שתי יציאות,(Ports) ניתן דרך יציאה אחת לעדכן את המידע המאוחסן בכרטיס ודרך היציאה השנייה אפשר לשלוח מידע אל הצג. כך מבוצעות שתי הפעולות ברצף ולא לסירוגין. התוצאה היא שיפור משמעותי באיכות התצוגה. Synchronous Dynamic RAM SDRAM רכיב זיכרון זה תמך במהירות של עד.133MHz השתמשו בו עד פנטיום 3. הוא פעל לפי תדר הלוח בתזמון עם שעון המערכת, כך שבלוח עם מהירות 133MHz הותקן זיכרון במהירות זהה. בטכנולוגיה זו היה ניתן לטפל בשני קטעי זיכרון בו-זמנית. 58 חומרה ותוכנה מהד' 4
Double Data Rate memory DDR רכיב זה הינו למעשה,DDR-SDRAM שהטכנולוגיה שלו מוכרת. החידוש הוא ביכולת הקריאה והכתיבה גם בזמן שהאות החשמלי עולה וגם כאשר הוא יורד. לכן כרטיסונים אלה פועלים במהירות כפולה ממהירות הלוח. בדרך זו, בלוח שפעל במהירות 133MHz הותקנו זיכרונות במהירות.266MHz מחירם הזול גרם להפיכתם לדומיננטים בשוק כיום, הן בלוחות של Intel והן בלוחות של.AMD כיום המהירות מגיעה ל- 800MHz. חידוש נוסף הוא DUAL-DDR שמאפשר להתקין שתי יחידות זיכרון בבנקים שונים במקום יחידה אחת. המערכת פונה לשתי יחידות הזיכרון וכך מוכפל רוחב הפס מול הזיכרון. יש לוודא שהלוח תומך בפונקציה זו. טבלה 2.1: טבלת מהירויות של רכיבי DRAM סוג DDR Motherboard Single-Channel Dual-Channel FSB Mode DDR Mode DDR Bandwidth Bandwidth DDR266 133MHz 2,100 MB/s 4,200 MB/s DDR333 166MHz 2,700 MB/s 5,400 MB/s DDR400 200MHz 3,200 MB/s 6,400 MB/s DDR533 266MHz 4,200 MB/s 8,400 MB/s DDR2-400 200MHz 3,200 MB/s 6,400 MB/s DDR2-533 266MHz 4,266 MB/s 8,533 MB/s DDR2-667 333MHz 5,333 MB/s 10,666 MB/s DDR2-800 400MHz 6,400 MB/s 12,800 MB/s פרק 2: הזיכרון 59
הסבר לחישוב: אם מהירות FSB היא 200MHz ומדובר ב- DDR2, הרי שמהירות העבודה שלו היא.400MHz מכיוון שהמעבד פונה ב- 64bit (שזה 8), bytes קצב העבודה שלו הוא 8. BYTES*400MHz=3200MB/s אם עובדים ב-,dual channel קצב ההעברה יהיה כפול מזה. RDRAM נקרא גם.RIMM פועל החל ממהירות 600MHz ומקבל בכל מחזור,64bit כיום רכיב זה נמכר במהירויות של 800MHz לפחות. מותקן במחשבים החל מפנטיום IV ופועל בתדר כפול משל לוח האם, כך שלמהירות לוח של 533MHz נשתמש ב- PC1066. טבלה 2.2: רכיבי זיכרון מסוגים שונים זמן גישה רוחב מילה שם המתאם מהירות סוג הזיכרון מספר פינים SIMM 3.5" Asynchronous FPM (DRAM) 30 8 bit 80 / 70 / 60 ns SIMM 4.25" Asynchronous FPM / EDO 72 32 bit 55 / 50 ns DIMM 5.25" 66 / 100 / 133 MHz SDRAM (SDR) 168 64 bit 15 / 10 / 8 ns DIMM 5.25" 200 / 266 MHz SDRAM (DDR) 168 64 bit 10 / 8 ns DIMM 2.35" 66 / 100 MHz SDRAM 72 32 bit 15 / 100 ns DIMM 2.66" 66 / 100 MHz SDRAM 144 64 bit 15 / 100 ns RIMM 5.25" 600 / 700 / 800 MHz RDRAM 184 64 bit 3.3 / 3 / 2.5 ns RIMM 600 / 700 / 800 MHz RDRAM 160 64 bit 3.3 / 3 / 2.5 ns בתמונה מימין רואים את רכיב בהמשך). ומשמאל את C-RIMM (שמוסבר עליו RDRAM 60 חומרה ותוכנה מהד' 4
פירוט על RIMM,RIMM המכונה בקיצור,(Rambus DRAM) RDRAM Interface Memory Modules מהווה את הפתרון של Intel לבעיית צוואר הבקבוק בגישה לזיכרון. טכנולוגיה זו מאפשרת עבודה בקצב של.400MHz להבדיל מ- SDRAM שפועל באפיק,64bit משתמשים ב- RDRAM באפיק של,16bit דבר שמחייב Chipset שונה כמובן מאשר שימש את.SDRAM כזכור, בכל לוח מותקן גביש אשר משמש כשעון למערכת. הגביש (מתנד) מספק פולסים לכל הרכיבים בקצב קבוע. בכל פולס ניתן לבצע פעולה מסוימת. בעבודה מול רכיבי RDRAM ניתן להעביר מידע גם בעליית הפולס וגם בירידתו. כך לכאורה הכפלנו את התדר (זו לא פעם ראשונה שטכניקה כזו נמצאת בשימוש במחשב. גם עבודה מול AGP מתבצעת באותו עיקרון). כדי לחשב את מהירות העבודה, נכפיל את מהירות הלוח ב- 2 מכיוון שמשתמשים בשני צידי הפולס, ואת התוצאה נכפול בשני בתים, מכיוון ש- 16bit הם שני בתים.(1 byte=8bit) (400MHz) x (2) x (2Byte) = 1600MB/s ה- Chipset של,Intel 82850 Memory Control Hub (MCH) Intel משלב את שני ערוצי RAMBUS הנמצאים בלוח. כך מגיעים לקצב של 3.2. GB/s הנחיות התקנה: בלוח יהיו 4 ערוצים בעלי 184 פינים. מומלץ להשתמש ב- RIMM המכילים תמיכה ב- ECC. מנגנון ECC מאפשר למערכת לזהות ולדווח על בעיות הקשורות לזיכרון. חובה למלא את כל הערוצים. אם הלקוח רכש זיכרון ונותרו אפיקים פנויים, יש לתקוע לתוכם כרטיסונים מסוג.(Continuity-RIMM) C-RIMM בטכנולוגיית RAMBUS משתמשים בפולסי שעון מהירים במיוחד ומבחינה חשמלית על המערכת לראות מולה את כל הערוצים. C-RIMM נועד למטרה זו. כך תוכל להתקין פחות רכיבי זיכרון, אבל עדיין למלא את כל הערוצים בכרטיסונים. ארבעת ה- RIMM מחולקים לשני בנקים (אל תבלבל עם שני הערוצים שלהלן). הרכיבים מחולקים לשני ערוצים כדי לשפר את הביצועים מולם. כל ערוץ מורכב משני,RIMM אחד מכל בנק. הפנייה היא לשני הערוצים, כדי להכפיל את כמות הסיביות המועברות בכל פולס. זו בעצם הסיבה מדוע יש למלא את כל ה- RIMM. כטכנאי עליך להתייחס לבנקים ולא לערוצים בעת קביעת גודל הזיכרון. פרק 2: הזיכרון 61
חובה למלא את שני ה- RIMM בבנק. כמו כן עליהם להיות זהים בכל המאפיינים: נפח ומהירות. הנפח הקטן ביותר שקיים הוא 64MB ולכן המינימום שניתן להרכיב הוא 128MB מכיוון שיש למלא זוג. לא לשכוח למלא את הבנק השני בשני רכיבי.C-RIMM הבנק הראשון שממלאים חייב להיות בנק 0. ה- RIMM בבנקים השונים אינם חייבים להיות זהים בגודל, אך חובה שיהיו,300MHz PC600 למהירות של דוגמאות למהירויות הן: זהים במהירות. ו- PC800 למהירות של.400MHz הרכבה שגויה, או תקלה ברכיבים, עלולה לגרום לפגיעה באתחול המחשב. ייתכן גם שלא יוצג דבר על המסך. רכיבי זיכרון המשמשים למטרות מטמון בסעיף זה נסרוק את סוגי הזיכרונות המשמשים למטרת מטמון. ראה הרחבה בסעיף "זיכרון מטמון" בהמשך. לכאורה, זהו הימור, מכיוון שהרעיון הוא להתקין זיכרון קטן בין יחידת אחסון לבין המעבד ולנסות לנחש מה יבקש המעבד בפעם הבאה. אם הניחוש נכון, המידע יסופק למעבד במהירות רבה יותר. זיכרון מטמון ראשון L1 נמצא בתוך המעבד. זיכרון מטמון שני L2 נמצא על לוח האם (או בקופסה של המעבד) ומשמש כחוצץ בין המעבד לזיכרון הראשי. אם המעבד אינו מוצא את המידע בשני המטמונים, הוא יחפש אותו בזיכרון הראשי שהוא איטי בהרבה, מכיוון שהוא בנוי מרכיבי RDRAM,EDO-RAM או,SDRAM בשעה שרכיבי זיכרון מטמון בנויים מרכיבי SRAM מהירים והגישה אליהם היא באפיק רחב יותר. אם גם בזיכרון הראשי לא נמצא המידע, תתבצע פנייה לדיסק הקשיח וזמני התגובה יתארכו מננו-שניות למילישניות. קיימים מספר סוגי זיכרונות המשמשים את המטמון: SRAM כבר הוזכר. זמני התגובה שלו מגיעים ל- 12 ננו-שניות. 62 חומרה ותוכנה מהד' 4
Pipeline Burst SRAM PB-SRAM משתמש בשיטת.Pipeline בשיטה רגילה, אם המידע אמור לעבור ארבעה שלבים עד למטרה, לא ניתן לקבל מידע חדש כל עוד לא הושלמו כל ארבעת השלבים. בשיטת Pipeline כאשר המידע עבר לשלב הבא ניתן בשלב הראשון לקבל מידע חדש, מייד לאחר השלב הראשון. רכיבי זיכרון המשמשים את כרטיס המסך,Video RAM VRAM שכבר הוזכר, מכיל שתי יציאות, וכך ניתן לעדכנו ולקרוא ממנו בו-זמנית..Windows RAM WRAM גם לו יש שתי יציאות, אולם רוחבם גדול יותר, והדבר מאפשר קצבי עדכון וקריאה גבוהים יותר. בנוסף, ניתן להפיק ממנו ביצועים טובים ביישומים גרפיים..Synchronous Graphics RAM SGRAM בניגוד לשני הסוגים הקודמים, הוא מכיל יציאה אחת בלבד, אולם הוא מתגבר על חיסרון זה בעזרת פונקציות DUAL BANK שמאפשרות לו לפתוח שני קטעי זיכרון בו-זמנית. לרכיב זה יכולת ניקוי עצמי ואיפוס מהירים שמתאימים ליישומי 3D.,Double Data Rate Memory DDR כבר הוזכר קודם לכן. רכיבי זיכרון המשמשים את לוח האם רכיבי הזיכרון עברו ועוברים שדרוגים ללא הרף. בתחילה השתמשו ברכיבי זיכרון chip) שמוקמו שורות שורות בלוח האם). בהמשך עברו לכרטיסוני זיכרון מסוג (Single Memory Module) SIMM קצר שנקרא SIMM 30pin (לפי מספר הפינים במחבר), (ראה תרשים 2.3). ל- SIMM זה היו שמונה רגליים עבור נתונים, וכך ניתן היה לקרוא או לכתוב עליו ברוחב של 8bit בכל פעם. כאשר יצאו מעבדי 486 לשוק החלו להשתמש ב- SIMM בעלי רוחב גדול יותר. מכיוון ש- 486 קרא וכתב ברוחב של.4 x 8bit = 32bit מולו BANK כדי להשלים 4 SIMM נזקקנו ל-,32bit טיפ! חובה להרכיב את הזיכרון באופן שיוכל בפנייה אחת לקרוא את כל רגלי הנתונים של המעבד. מושג זה נקרא.BANK אם למעבד 32 רגלי נתונים, חובה להרכיב מולו SIMM בהרכב כזה שיכסה את כל רגלי הנתונים. כדי לפשט ולהוזיל את התהליך פותח.SIMM 72pin ל- SIMM זה רוחב של 32bit וכך SIMM יחיד כזה היווה BANK במעבדי 486. פרק 2: הזיכרון 63
יציאת הפנטיום לשוק טרפה את הקלפים. למעבדי פנטיום רוחב של 64bit ולכן, כדי להתקין BANK יש להרכיב שני SIMM 72pin (שלכל אחד מהם אפיק של.(32bit ושוב פותח רכיב שפתר את הבעיה,(DUAL SIMM) DIMM לרכיב זה יכולת לקבל בבת אחת 64bit ולכן DIMM יחיד נחשב.BANK 5.25" DIMM 168pin 4.25" SIMM 72pin 3.5" SIMM 30pin תרשים :2.3 SIMM-Modules,Geil,Kingston טיפ! ברכישת זיכרונות, חשוב לרכוש מותגים מוכרים דוגמת:.Mushkin,Corsair,TwinMOS,Samsung,Micron Ocz כעיקרון מומלץ להקפיד ולעבוד עם זיכרונות זהים ובאותה מהירות, משום שאחרת תמיד רכיב הזיכרון יקבע את מהירות העבודה מול הזיכרון בשל הצורך בסנכרון. טבלה 2.3: מהירויות של כרטיסוני זיכרון שם המתאם מהירות רוחב פס רוחב מילה SDRAM 133 133MHz 1.1 GB/S 64 bit RDRAM 800MHz 400MHz 1.6 GB/S 16 bit DDR 266 133 MHz 2.1 GB/S 64 bit DDR 333 166 MHz 2.7 GB/S 64 bit DUAL Channel RDRAM 400 MHz 3.2 GB/S 32 bit 128 BIT DDR 133 MHz 4.2 GB/S 128 bit RIMM 4200 533 MHz 4.2 GB/S 32 bit 64 חומרה ותוכנה מהד' 4
תרשים 2.4: התקנת DIMM תרשים 2.5: מיקום רכיבי זיכרון בלוח האם פרק 2: הזיכרון 65