עמוד הבית
אודות
דבר מנהלת הקריה
לוח צלצולים
מחטיבות לתיכון לב
תקנון חטיבה עליונה
עת לתת
ערב מגמת מחול תשע"ז
אות הפעיל המצטיין תשע"ז
"השראה לעתיד וקריירה ברחובות"- " INSPIRE TO CAREER "
יום גיבוש שכבת י תשע"ח
22 שנה לרצח רבין
אליפות סטראטאפ לנוער
טיול שנתי מחזור מג
מקצועות לימוד
אומנות
אזרחות
אנגלית
ביולוגיה
ביוטכנולוגיה
גיאוגרפיה
היסטוריה
הנדסת תוכנה
חנ"ג
כימיה
לשון
מדעי החברה
מדעי המחשב
מוסיקה
מחול
מתמטיקה
ניהול עסקי
ספרות
ערבית
פיסיקה
פסיכולוגיה
תקשורת
תנ"ך
המסע לפולין 2017
יומן מסע
אישור יציאה ללוחמי הגטאות
רשימת הקבוצות לפולין 2017
תאריכים חשובים
תוכנית הכנה למסע לפולין 2017
טופס רישום למסע
טופס בקשת מלגה
מכתב מידע מס 1
פעילות מקוונת לקראת המשלחת
מידע שימושי
טפסים
נוהל ערעור על ציון מבחן בגרות
טל לנוער במצוקה
פרס חינוך
מעבר מהחטיבות לתיכון
מעבר מכיתה י' ליא תשע"ח
כיתת נחשון
אודות תוכנית נחשון
תנאי קבלה
מגמת מחול
צור קשר

כל הדפים

מקצועות לימוד

הנדסת תוכנה

תוכניות לימודים

אסמבלי


אסמבלי

הזמן הנדרש

עיוני - 60 שעות

מעשי - 30 שעות

 

אוכלוסיית יעד

תלמידים אשר למדו מדעי המחשב וסיימו לפחות יסודות מדעי המחשב 1 ויסודות מדעי המחשב 2.

 

מבוא ורציונל

מטרת יחידה זו לסייע להבין את הקשר בין תוכנה לחומרה, ולהכיר את עקרונות פיתוח תוכניות בשפת סף.

ביחידה זו שלושה חלקים:

חלק ראשון החומרה (פרקים 1- 3):

מתאר את הארכיטקטורה של המחשב המבוססת על תפיסה של תוכנית מאוחסנת המממשת מכונת חישוב אוניברסלית (מודל (von Neumann. ארכיטקטורה זו באה לידי ביטוי במחשבים לשימוש כללי הקיימים מזה עשרות שנים ועד למחשבים המודרניים ביותר. מימוש תפיסה זו מאפשר למחשב להריץ מגוון של תוכניות (אפליקציות) המבצעות עיבודים מגוונים, מאפשר לקלוט מגוון של נתונים שונים בסוגם (מספרים, מילים) וממקורות קלט שונים , ולהציג מגוון של קלטים (טקסט, גרפי, אודיו וכו`). ידע זה יהווה בסיס לתכנות בשפת סף וימחיש את עקרונות התכנות שהתלמידים למדו בקורס יסודות. הצגת החומרה תהיה ברבדים, כאשר בשלב ראשון מתייחסים לתרשים מלבנים ולעקרונות של אופן ביצוע תוכנית מאוחסנת במחשב ובשלב השני ייחשף מבנה עקרוני של כל יחידה בסכימת מלבנים, כדי לאפשר להציג מידע מדויק יותר על אופן ביצוע תוכנית. כסיכום יתואר באופן מפורט יותר כיצד מתבצעת תוכנית במחשב (תיאור של מחזורי כתיבה וקריאה). בסיום חלק זה יוצג המבנה של מחשב המבוסס על מיקרו מחשב 8086, כולל תיאור של המרכיבים העיקריים שתוארו במחשב והדרושים ללימוד שפת סף.

 

חלק שני התוכנה (פרקים 4- 5):

בחלק זה התלמידים יכירו וילמדו לכתוב תוכניות בשפת סף, שפה שבה ההוראות מתייחסות באופן ישיר יותר למבנה המחשב. הכרות עם שפת סף תורמת לשלושה היבטים: 1. הבנה טובה יותר של מבנה המחשב 2. הכרות עם שפת תכנות שטובה בעיקר לביצוע יישומים בהן הזמן קריטי (יישומי זמן אמת), 3. הבנה טובה יותר של מושגים שנרכשו ביסודות 1 ו- 2 ומתייחסים למבנים בסיסיים של שפת תכנות כמו הוראות השמה, הוראות בקרה, שגרות וכו`. לשם כך התלמידים יכירו ויתרגלו את שפת הסף של מעבד 8086, כדוגמה מייצגת של שפות סף.

חלק שלישי התפתחויות וארכיטקטורה במיקרומעבדים מודרניים (פרק 6):

חלק זה יכלול הרחבות המתייחסות למערכות מחשב מודרניות,ידונו התפתחויות בתחום המחשבים ונושאים בארכיטקטורה שתפקידם להשיג מהירויות עיבוד גבוהות יותר כמו: גודל מילה, אוגרים מיוחדים, אוגרים לטיפול בנקודה צפה, מעבדים לעיבודים מתמטיים, ארכיטקטורה של פנטיום, זכרון מטמון, צינור הוראות.

 

מטרות היחידה

1. להכיר את עקרונות המבנה בסיסי של מחשב כמכונת חישוב אוניברסלית הדרושים כדי ליישם את התפיסה של תוכנית מאוחסנת

2. להבין את התפקידים השונים של מרכיבי המחשב בהקשר של אחסון תוכנית וביצועה

3. לדעת כיצד מאוחסן מידע (נתונים והוראות) במחשב.

4. להכיר מבנה מחשב המבוסס על מעבד 8086

5. להכיר שפת סף 8086: יתרונות בכתיבה בשפת סף לעומת שפה עילית, היתרונות והחסרונות הנובעים מהבדלים בין השקיפות של חומרת המחשב בשפות עיליות לעומת שפת סף

6. הכרות עם אוצר פקודות של 8086 המדגימים מרכיבים שונים שקיימים בכל שפת תוכנה: הוראות השמה, בקרה (הסתעפות), לולאות, שגרות, קלט ופלט.

7. להבין כיצד מאוחסנים ומטופלים טיפוסי נתונים שונים (שלם, ממשי, תו) ומבני נתונים (מערכים) במחשב.

8. להבין כיצד מתבצעת תוכנית בשפת סף ובשפות עיליות במחשב

9. להכיר התפתחויות שחלו במחשבים מודרניים שנועדו לשכלל את מבנה המחשב הבסיסי.

10. להכיר נושאים בארכיטקטורה של מיקרומעבדים מודרניים (פנטיום) בהשגת מהירויות עיבוד גבוהות.

 

טבלת הפרקים וחלוקת השעות המוצעת

פרקי הלימוד

מעשי

עיוני

פרק 1 – מבוא

2

פרק 2 הצגת מידע במחשב

2

8

פרק 3 יחידות בסיסיות במחשב

8

פרק 4 מבוא לשפת סף

10

14

פרק 5- תכנות מתקדם בשפת סף

18

22

פרק 6 סקירה על מעבדים מודרניים

6

30

60

 

סביבת העבודה

שפת התכנות ביחידה זו היא שפת טורבו אסמבלר. סביבת עבודה הכוללת debbugger, editor

מאפשרת להמחיש את העקרונות העיוניים והמעשיים של היחידה.

 

ביבליוגרפיה

1.        ארגון המחשב ושפת סף, אוניברסיטה הפתוחה

2.        ארגון המחשב ותכנותו, אריה פיקז, האוניברסיטה הפתוחה

3.        שפת סף 8086/88, בי"ס לטכנלוגיה של האוניברסיטה הפתוחה

4.        מחשבים ומיקרומעבדים חלק א` וחלק ב` – ביה"ס לטכנולוגיה של האוניברסיטה הפתוחה, מט"ח ומשרד החינוך

5. The 80x86 Family, Design, Progrmming, and Interfacing, Uffenbeck, J., 1998, Prentice-Hall International, Inc.


 

פרק 1 – מבוא (2 שעות)

מטרות :

בפרק זה תלמיד יתוודע למבנה הבסיסי של מחשב המממש את התפיסה של תוכנית מאוחסנת של von neuman. ידע זה מתקשר למחשב כמכונת חישוב אוניברסילית, אותו הכירו תלמידים הן כמשתמשים של אפליקציות רבות והן כמתכנתים בשפות עיליות.

תכנים:

· מהו מחשב – מחשב כמכונת חישוב אוניברסילית, תפיסה של תוכנית מאוחסנת (נתונים והוראות)

· מבנה סכמתי של המחשב הבסיסי: תרשים מלבנים המתאר את היחידות השונות של המחשב והתפקידים שלהם, ללא פרוט מבנה היחידות הללו.

· העברת מידע במערכת – סוג המידע שזורם מיחידה ליחידה

· איך מתבצעת תוכנית באופן עקרוני : מחזור ביצוע הוראה: fetch and execute

· היסטוריה – התפתחות (דורות) של מחשבים

פרק 2 – הצגת מידע במחשב שיטות ספירה

מטרות ויעדים:

הפרק זה יתייחס לאופן שבו מאוחסן מידע מכל סוג שהוא (הוראות תוכנית, נתונים, בקרה וכו`) והסיבות שמידע במחשב מאוחסן בשיטת ספירה שונה משיטת הספירה העשרונית. בפרק זה ידוגשו העקרונות הבאים:

· אחידות בהצגת מידע שונה שמאפשרת לממש את עקרון המכונה האוניברסילית, למרות שבשפה עילית אנו מתייחסים לנתונים המוצגים בצורה מגוונת (מספרים, מחרוזות וכו`).

· הסיבות לשיטת ייצוג בינרי במחשב

תכנים:

· סוגי מידע שמאוחסנים וזורמים במחשב: הוראות (של תוכנית), נתונים, הוראות בקרה, כתובות

· שיטות ספירה (ייצוג): עשרוני, בינרי והקסהדצמילי וסדרי גודל של מספרים בינריים: KB, MB, GB

· המרה משיטת ספירה עשרונית לשיטת ספירה בינרית והקסהדצימלית

· ייצוג מספרים שלמים עם סימן

· ייצוג מספרים ממשיים עם סימן

· ייצוג תווים

· פעולות חישוב בשיטת ספירה בינרית והקסהדצימלית: חיבור, חיסור וכפל

· פעולות לוגיות: And, Or, Not, Xor

· קידוד במחשב: ASCII, BCD, קוד משלים ל- 2, קוד EBCDIC

פרק 3 – מבנה המחשב הבסיסי

מטרות ויעדים:

בפרק זה יוצגו מבנה היחידות הבסיסיות במחשב, במטרה להבין כיצד מתבצעת תוכנית בצורה מפורטת יותר. בכל יחידה יוצגו המרכיבים הבסיסיים והתפקידים שלהם המאפשרים ביצוע תוכנית במחשב. רובד נוסף זה מאפשר להתייחס בצורה מפורטת לרכיבים השונים ולהכיר מושגים חשובים ללמוד שפת סף ומבנה של מיקרו מחשב 8086, אך עדיין מתייחס לרכיבים כאל קופסאות שחורות (סכימת מלבנים מפורטת יותר) ובעיקר לתפקידם במערכת. בפרק זה חמישה סעיפים ל: יע"מ, זיכרון, יחידות קלט/פלט, פסים להעברת מידע בין יחידות המחשב השונות, וסיכום המתאר את אופן ביצוע ההוראות וזרימת המידע בין היחידות השונות. הסעיף האחרון מציג את הארכיטקטורה של המחשב המבוסס על מיקרומעבד 8086, כדוגמה למימוש על העקרונות המתארים מחשב בסיסי.

תכנים

· יחידת העיבוד המרכזית –היע"מ: תפקידי היע"מ, מבנה עקרוני של יע"מ והמרכיבים העיקריים בו (ALU, אוגרים למטרות כלליות וצובר, מונה תוכנית, אוגר הוראות), שבעזרתם מבצע היע"מ את תפקידיו.

· הזכרון – הזיכרון כאוסף של תאים בהם ניתן לאחסן נתונים והוראות, התא, כתובת התא וערך מאוחסן בתא, יחידת זכרון בסיסית: בית, מילה, פעולות על תאים בזיכרון: אחסון ועידכון מידע, אחזור מידע. חשוב להדגיש כי מבחינת המחשב המידע מאוחסן בזיכרון הצורה אחידה (בינרית) וכי הפירוש לסוג המידע ואופן הטיפול בו מתבצע ביע"מ. סוגי זכרונות ראשי ומשני והשימושים בהם. סדרי גודל של נפח זיכרון( KB, MB, GB)

· יחידות קלט /פלט: משמשות ממשק בין המשתמש והמתכנת והמחשב. בסעיף זה יתואר בקצרה המגוון של אופני ויחידות קלט כמו: טקסט ממקלדת, הצבעה באמצעות עכבר, סריקת מסמכים, קלט ממחשבים אחרים בתקשורת וכן יוצגו מגוון של יחידות פלט כמו: צג, מדפסת, רשם, המאפשרים מגוון צורות הצגה כמו: טקסט, גרפיקה, קול וכו`.

· פסים לעברת מידע בין יחידות שונות: פסי בקרה, פסי נתונים ופסי כתובת

· אופן ביצוע הוראה במחשב וסוג המידע הזורם בין היחידות השונות: מחזור ביצוע הוראת קריאה ומחזור ביצוע הוראת כתיבה

· סכימת מלבנים של מחשב מבוסס על מיקרומעבד 8086 (מבנה עקרוני, סוגי אוגרים, מבנה זכרון – סגמנטים).

פרק 4– מבוא לשפת סף

מטרות ויעדים:

פרק זה הוא פרק מבוא לחלק השני של הקורס העוסק בתוכנה ומטרותיו הם:

· להציג את ההבדלים, היתרונות והחסרונות בין שפות תוכנה עיליות לעומת שפת מכונה ושפת סף מבחינת המתכנת, תוך התייחסות למושגים כמו אבסטרקציה, שקיפות. צריך להדגיש שמרכיבי שפת מכונה ושפת סף מתייחסים למרכיבים פיזיים ופונים ישירות ליחידות המחשב בעוד שבשפה עילית אנו מתייחסים למרכיבים לוגיים כמו משתנים, הוראות בקרה, לולאות, מבני נתונים, כל זאת מבלי להתייחס למימושם במחשב.

· לכתוב תוכנית בסיסית (הכוללת הוראות השמה וחישוב) בשפת סף למיקרומעבד 8086

· להכיר את סביבת העבודה של טורבו אסמבלר, להריץ תוכניות אסמבלי מוכנות ולכתוב תוכניות פשוטות.

תכנים:

· מרכיבים של הוראה: הפעולה עצמה והנתונים, בשפה עילית ובשפת סף.

· דורות של שפות תכנות: שפת מכונה, שפת סף , שפה עילית

· שפת מכונה: דוגמה להוראה בשפת מכונה , חסרונות ויתרונות של כתיבה בשפת מכונה

· שפת הסף: תפקידה, יתרונות וחסרונות של שימוש בשפת סף לעומת שפת מכונה ולעומת שפות עיליות

· מבנה הוראות בשפת הסף: דוגמה להוראה פשוטה בשפת הסף - למשל הוראת חיבור בין שני אוגרים.

· מבנה תוכנית בשפת אסמבלי: מרכיבים של שורת הוראה בתוכנית

· כתיבת תוכנית אסמבלי בסיסית בשפת סף של מיקרומעבד 8086 המתייחס להוראות הבאות:

o הוראות להעברת נתונים (השמה ) בין אוגרים

o הוראות ארתימטיות: חיבור, חיסור, כפל וחילוק

o הוראות לוגיות, הזזה וסיבוב

פרק 5 תכנות מתקדם בשפת סף של המיקרומעבד 8086

מטרות ויעדים:

פרק זה מציג מנגנוני תכנות מתקדמים: לולאות, שגרות, פסיקות ומחרוזות. כמו כן יוצגו שיטות מיעון המאפשרות ביצוע הוראות השמה וחישוב עם נתונים המאוחסנים בזיכרון. בסיום פרק זה יתואר אופן פיתוח וביצוע תוכניות במחשב, והתנסות בכתיבת תוכניות, הרצתן וניפוי שגיאות בהן.

כמו כן יורחב השימוש בסביבת העבודה בטורבו אסמבלר, יתוארו מושגים הקשורים למבנה הזיכרון, מקטעים, מבנה תוכנית בשפת סף (אסמבלר ואסמבלי). התלמיד יתנסה בפיתוח וכתיבת תוכניות בסביבה זו וילמד טכניקות וכלים לניפוי שגיאות.

תכנים:

· שימוש בזיכרון ושיטות מיעון

· הוראות הסתעפות ( תנאי ולולאה): קפיצה לא מותנית וקפיצה מותנית

· שגרות ושימוש במחסנית

· פסיקות תוכנה

· הוראות קלט ופלט

· הוראות מחרוזת

· הרצה וניפוי של תוכניות

o שלבי פיתוח תוכנית בשפת אסמבלר

o שלבי ביצוע תוכנית: קומפילציה, קישור, טעינה, הרצה ועד לקבלת הפלט.

o בדיקה וניפוי שגיאות

פרק 7 - התפתחות של מחשבים מודרניים

מטרות ויעדים

  • להציג את ההתפתחויות והשינויים שחלו במהלך השנים במבנה מחשבים – החומרה, שינויים שתומכים בתוכנה ומאפשרים להריץ אפליקציות גדולות ומורכבות יותר ובד בבד להקטין את זמן העיבוד. חשוב להדגיש שהתפיסה הבסיסית (המבוססת על הרעיון של (von Neumann לא השתנתה, והשיפורים בביצועים מושגים הודות לשיפורים במהירויות העיבוד וגודל הזיכרון.
  • לסקור ולהכיר את משפחות המעבדים של אינטל ולהציג נקודות ציון המתייחסות לשיפורים בחומרה. בסקירה יוצגו חלק מדורות המעבדים בהם חל שינוי בתפיסה או שיפור משמעותי לעומת הדור הקודם. כדי להציג את ההתפתחות המאוצת בתחום זה, בכל משפחה יובאו סדרי גודל של מהירות עיבוד, גודל מילה וזיכרון.

תכנים:

  • סוגי מחשבים ומושגים: מיקרומחשבים, מחשבים גדולים, מחשבי על, מחשב מקבילי (מכיל מספר מעבדים).
  • סקירה של התפתחות משפחת מעבדי אינטל:
    • 8086 חזרה והעמקה: סכימת מלבנים, מבנה מעבד וסוגי אוגרים, פס נתונים של 16 ביט, ארכטיקטורת pipelined (לביצוע הוראות משני שלבים: BIU , EU), מעבדי עזר לשיפור ביצועי מערכת (מעבד נתונים מספריים, מעבד קלט/פלט)
    • 80486 - מבנה מעבד וסוגי אוגרים, פס נתונים של 32 ביט, שיפור בשמוש במעבד מתימטי , אופני עבודה (מצב אמיתי Real Mode, מצב מוגן Protected Mode), ארכטיקטורת pipelined בת חמישה שלבים, זיכרון מטמון (כחלק ממעבד), , ארגון זיכרון - זיכרון וירטואלי,מקטעים ודפים, ניהול המעבר מישום אחד למשנהו (time switching), הרשאות (זכויות) גישה למקטעי תכנית ונתונים, הגנה על התקני קלט/פלט משותפים ליישומים.
    • פנטיום - סכימת מלבנים של המעבד, שיפורים לעומת 40486: פס נתונים של 64 ביט, שתי יחידות ביצוע מקבילות: v-pipeline ו- u-pipeline, יחידה לחיזוי כתובת קפיצה (branch prediction )
    • פנטיום פרו - סכימת מלבנים של המעבד, הגברת מהירות מעבד באמצעות הגדל מספר טרנזיסטורים , הגברת מהירות השעון והגדלת מספר הוראות למחזור שעון, זיכרון מטמון רמה 2 מובנה, ביצוע דינמי-
      (dyanmic exceution ) שנועד להתגבר על "צואר הבקבוק של מודל von Neumann", SUPER pipelining .


 

    •  

רשימת פקודות באסמבלר

רשימה זו מחייבת את הלומדים ביחידה חמישית מדעי המחשב, חלופת מערכות

ADD

AND

CALL

CLC

CLI

CMP

DEC

DIV

IDIV

IMUL

IN

INC

INT

IRET

JA

JAE

JB

JBE

JC

JCXZ

JE

JG

JGE

JL

JLE

JMP

JNA

JNAE

JNB

JNBE

JNGE

JNL

JNLE

JNO

JNP

JNS

JNZ

JO

JP

JPE

JPO

JS

JZ

LAHF

LEA

LOOP

LOOPE

LOOPNE

LOOPNZ

LOOPZ

MOV

MUL

NEG

NOP

NOT

OR

OUT

POP

POPE

PUSH

PUSHF

RCL

RCR

RET

ROL

ROR

SAL

SAR

SBB

SHL

SHR

STC

SUB

XCHG

XLAT

XOR

 

 











 

תחתית הטופס

 

 



רחוב דב קליין 1, רחובות

טלפון: 08-9476526

פקס: 08-9460179
כל הזכויות שמורות לאוריג`ין בע"מ פותח ע"י schooly אתרים לבתי ספר